CN102200488B - 汽车电动助力转向测试实验装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车电动助力转向测试实验装置，包括动力装置、力矩加载装置和车轮定位仪；待检测的EPS装置安装在汽车转向系统的转向柱上；动力装置设置在汽车转向系统的转向传动机构的转向节上，对转向传动机构施加向上或向下的路面激励；力矩加载装置设置在转向车轮的底部，对转向车轮施加摩擦力矩和侧向力矩；车轮定位仪吸附在被测转向车轮的轮毂端部。同时，本发明还公开了一种汽车电动助力转向测试实验方法。本发明通过EPS装置输出汽车转向车轮的转角和转矩，通过车轮定位仪的测量参数与EPS装置输出参数的关系来研究汽车转向和EPS装置的性能。该装置及方法具有测试成本低、测量效果好、维修方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车实验装置及其方法，尤其涉及一种汽车电动助力转向测试实验装置及其方法。
背景技术
汽车转向系统是保证汽车按照驾驶员的意志进行转向行驶以保持稳定的重要部件，其性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性和操纵稳定性。因此汽车转向系统性能试验对于转向器设计参数的确定、转向机构尺寸的确定和保证转向器性能的可靠性都具有十分重要的意义。此外，电动助力转向解决了汽车在转向时的转向轻便性和路感之间的矛盾，进一步保证了车辆转向的安全性和平稳性。现有的试验装置产品仅仅是针对机械齿轮齿条转向器，液压动力转向器和电动助力转向器的部件测试，没有三者通用的转向器实验装置，也没有针对转向系统的实验装置。目前现有的转向器总成试验装置为针对转向器的三轴性能测试，多采用单向轴向加载，其试验不能完全模拟转向器的实际工况，不能反映由转向器和转向节等零件组成的转向系的系统表现，不能反映转向系在悬架上下跳动和行驶载荷下的表现，所测试参数误差较大或者与实际工作过程差别较大，测试对象单一并与转向系统性能分离，检测项目也较少。为了解决上述问题，重庆理工大学的李志立等人发明了五轴汽车转向实验装置，基本解决了上述问题。但这种装置存在着结构复杂、制造成本高和维修难等缺点，很难应用到现实的科研测试中来。
发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种结构简单，制造成本低的汽车电动助力转向测试实验装置。该装置用于模拟汽车转向系统在装车和行驶状态下的性能试验和评价，用于汽车转向系的教学和理论研究，用于汽车转向系部件的性能设计实验和状态分析。
同时，本发明还提供了一种测试简单，成本更低的汽车电动助力转向测试实验方法。
本发明提供的汽车电动助力转向测试实验装置，包括动力装置、力矩加载装置和车轮定位仪；
待检测的EPS装置安装在汽车转向系统的转向柱上；所述动力装置设置在汽车转向系统的转向传动机构的转向节上，对转向传动机构施加向上或向下的路面激励；所述力矩加载装置设置在转向车轮的底部，对转向车轮施加摩擦力矩和侧向力矩；所述车轮定位仪吸附在被测转向车轮的轮毂端部。
进一步，所述动力装置为气缸或液压缸，气缸或液压缸的活塞杆与转向传动机构连接。
本发明提供的汽车电动助力转向测试实验方法，在该方法中采用了上述的汽车电动助力转向测试实验装置，该方法包括如下步骤：
（1）、转动汽车转向系统的方向盘，给方向盘一个转角和转矩，带动转向柱运动；
（2）、将方向盘的转矩和转角以及转向车轮的转速直接输入到安装在转向柱上的EPS装置中；
（3）、转向柱将方向盘的动力通过转向操纵机构传递到齿轮齿条转向器上，齿轮齿条转向器通过转向传动机构传递到转向车轮上；
（4）、转向车轮在转向的同时，动力装置提供给汽车转向系统的减震器一个模拟路面不平造成的悬架上下跳动的位移；力矩加载装置提供给转向车轮一个模拟汽车转向时路面给转向车轮施加的摩擦力矩和侧向力矩；
（5）、利用吸附在被测转向车轮的轮毂端部的车轮定位仪测量转向车轮的转角和转向力矩，并与EPS装置测量转向车轮的转角和转向力矩进行比较，分析EPS装置的性能。
与现有技术相比，本发明的汽车电动助力转向测试实验装置及其方法具有如下优点：
1、本发明通过EPS装置输出汽车转向车轮的转角和转矩，通过车轮定位仪的测量参数与EPS输出参数的关系来研究汽车转向和EPS装置的性能。该装置及方法具有测试成本低、测量效果好、维修方便等优点。
2、该装置可用于模拟汽车转向系统在装车和行驶状态下的性能试验和评价，用于汽车转向系的教学和理论研究，用于汽车转向系部件的性能设计实验和状态分析。
3、模拟汽车行驶路况轴向和垂直加载，而且加载测试更真实，为汽车转向系统性能测试和汽车转向系部件的性能分析及产品的验证、改进和研发提供全面、可靠的检测数据。
附图说明
图1为本发明汽车电动助力转向测试实验装置的结构示意图；
图2为输入和输出EPS装置的参数框图。
附图中，1—EPS装置； 2—动力装置； 3—力矩加载装置； 4—车轮定位仪； 5—转向柱； 6—转向传动机构； 7—转向车轮； 8—方向盘； 9—操纵机构； 10—齿轮齿条转向器； 11—减震器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
图1为本发明汽车电动助力转向测试实验装置的结构示意图，图2为输入和输出EPS装置的参数框图，如图所示。汽车电动助力转向测试实验装置，包括动力装置2、力矩加载装置3和车轮定位仪4。待检测的EPS装置1安装在汽车转向系统的转向柱5上；动力装置2设置在汽车转向系统的转向传动机构6的转向节上，对转向传动机构6施加向上或向下的路面激励（即模拟悬架工况）；力矩加载装置3设置在转向车轮7的底部，对转向车轮7施加摩擦力矩和侧向力矩；车轮定位仪4吸附在被测转向车轮7的轮毂端部。
本实施例中，动力装置3为气缸，气缸的活塞杆与转向传动机构6连接。当然，动力装置3也可采用液压缸或其它的动力机构。
汽车电动助力转向测试实验方法，该方法包括如下步骤：
（1）、转动汽车转向系统的方向盘8，给方向盘8一个转角和转矩，带动转向柱5运动。
（2）、将方向盘8的转矩和转角以及转向车轮7的转速直接输入到安装在转向柱5上的EPS装置1中。
（3）、转向柱将方向盘8的动力通过转向操纵机构9传递到齿轮齿条转向器10上，齿轮齿条转向器10通过转向传动机构6传递到转向车轮7上。
（4）、转向车轮7在转向的同时，汽车转向系统的减震器11模拟悬架机构，动力装置2提供给汽车转向系统的减震器11一个模拟路面不平造成的悬架上下跳动的位移；力矩加载装置3提供给转向车轮7一个模拟汽车转向时路面给转向车轮7施加的摩擦力矩和侧向力矩。
（5）、利用吸附在被测转向车轮7的轮毂端部的车轮定位仪4测量转向车轮7的转角和转向力矩，并与EPS装置测量转向车轮7的转角和转向力矩进行比较，分析EPS装置的性能。
本发明利用EPS实验装置输入参数的选择和轮胎的定位参数。输入参数为汽车的车速、方向盘的转角和转矩，EPS装置内部参数为助力力矩、转向角度和电流、电压，转向轮的定位参数采用车轮定位仪来测量，动力装置带动转向车轮上下移动，模拟汽车轮胎在路面上的行驶，车轮力矩加载装置模拟路面与转向车轮之间的摩擦力矩，整个转向实验系统采用三轴式。EPS装置输出为汽车转向车轮的转角和转矩，通过车轮定位仪的测量参数与EPS装置输出参数的关系来研究汽车转向和EPS装置的性能。该装置及方法具有测试成本低、测量效果好、维修方便等优点。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种汽车电动助力转向测试实验装置，其特征在于：包括动力装置（2）、力矩加载装置（3）和车轮定位仪（4）；
待检测的EPS装置（1）安装在汽车转向系统的转向柱（5）上；所述动力装置（2）设置在汽车转向系统的转向传动机构（6）的转向节上，对转向传动机构（6）施加向上或向下的路面激励；所述力矩加载装置（3）设置在转向车轮（7）的底部，对转向车轮（7）施加摩擦力矩和侧向力矩；所述车轮定位仪（4）吸附在被测转向车轮（7）的轮毂端部。
2.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向测试实验装置，其特征在于：所述动力装置（2）为气缸或液压缸，气缸或液压缸的活塞杆与转向传动机构（6）连接。
3.一种汽车电动助力转向测试实验方法，其特征在于，在该方法中采用了权利要求1所述的汽车电动助力转向测试实验装置，该方法包括如下步骤：
（1）、转动汽车转向系统的方向盘（8），给方向盘（8）一个转角和转矩，带动转向柱（5）运动；
（2）、将方向盘（8）的转矩和转角以及转向车轮（7）的转速直接输入到安装在转向柱（5）上的EPS装置（1）中；
（3）、转向柱将方向盘（8）的动力通过转向操纵机构（9）传递到齿轮齿条转向器（10）上，齿轮齿条转向器（10）通过转向传动机构（6）传递到转向车轮（7）上；
（4）、转向车轮（7）在转向的同时，动力装置（2）提供给汽车转向系统的减震器（11）一个模拟路面不平造成的悬架上下跳动的位移；力矩加载装置（3）提供给转向车轮（7）一个模拟汽车转向时路面给转向车轮（7）施加的摩擦力矩和侧向力矩；
（5）、利用吸附在被测转向车轮（7）的轮毂端部的车轮定位仪（4）测量转向车轮（7）的转角和转向力矩，并与EPS装置测量的转向车轮（7）的转角和转向力矩进行比较，分析EPS装置的性能。
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