淺析直線電機(jī)在汽車轉(zhuǎn)向領(lǐng)域的應(yīng)用

文章來源：東莞希思克傳動科技有限公司    發(fā)布日期：2020-1-10    瀏覽：1577次

伴隨著時代的飛速發(fā)展，汽車早已變成大家日常生活很廣泛的代步工具，而汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)勢挺大程度地決定了對汽車操作的輕巧舒適度和安全性行車的平穩(wěn)平順性的主要要素。近些年，直線電機(jī)的基礎(chǔ)理論和運(yùn)用獲得了迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍也在不斷拓展，現(xiàn)融合汽車轉(zhuǎn)向器相應(yīng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作原理來討論解析直線電機(jī)在汽車轉(zhuǎn)向領(lǐng)域的應(yīng)用。

一、對轉(zhuǎn)向盤的操作要求即輕巧靈便又有平穩(wěn)的使用體驗(yàn)

鑒于車轱轆轉(zhuǎn)向時車胎與路面的磨擦阻力隨時速減少而擴(kuò)大。即在汽車低速轉(zhuǎn)向時，對無助推普通機(jī)誡轉(zhuǎn)向系的汽車方向盤操作會非常費(fèi)勁，故此現(xiàn)下幾乎已均選用了驅(qū)動力轉(zhuǎn)向系。并對轉(zhuǎn)向助推的控制要求隨時速提升而減少。而在時速很高時鑒于汽車方向盤的轉(zhuǎn)動力會變輕，為防止對轉(zhuǎn)向盤細(xì)微的干擾力而造成汽車偏移方位，減少因地面高低不平相碰轉(zhuǎn)向輪的沖擊傳入轉(zhuǎn)向盤而導(dǎo)致“打手”狀況，并在轉(zhuǎn)向完成時轉(zhuǎn)向盤能有自動回正功能使汽車保持直線行駛，使司機(jī)經(jīng)由轉(zhuǎn)向盤對轉(zhuǎn)向過程中車轱轆與路面之間的運(yùn)動情況能始終保持正確的“路感”，在汽車行駛時又期望能對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有一種“反方向”助推，即適當(dāng)提升轉(zhuǎn)向系的阻力。

二、對轉(zhuǎn)向調(diào)控有較高的靈活性并且能夠優(yōu)化其構(gòu)造以減少耗能

對轉(zhuǎn)向系操作時要求車轱轆迅速響應(yīng)使車體能及時轉(zhuǎn)向。這不光盡量減少轉(zhuǎn)向系各傳動機(jī)構(gòu)的空行程間隙外，還要求用作轉(zhuǎn)向助推的驅(qū)動力控制設(shè)備響應(yīng)快?，F(xiàn)下選用的驅(qū)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有液壓、氣壓和電動三種，前二種存有耗能大、響應(yīng)慢等缺陷。而當(dāng)下電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS選用的是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，須經(jīng)電磁離合器、傳動齒輪降速傳動等機(jī)誡機(jī)構(gòu)，還存有機(jī)構(gòu)繁雜，占用空間大，響應(yīng)速度比較慢等缺陷。依據(jù)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)最終推動轉(zhuǎn)向節(jié)臂的橫拉桿均為左右直線運(yùn)動等優(yōu)勢，故此用直線電機(jī)直接推動左右橫拉桿，使調(diào)控更直接，動態(tài)響應(yīng)迅速。

三、要求轉(zhuǎn)向車轱轆的運(yùn)動規(guī)律正確平穩(wěn)

即要求內(nèi)、兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角和驅(qū)動輪的差速比正確平穩(wěn)，二者的比率與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角持續(xù)保持一定的關(guān)系，以保證在轉(zhuǎn)向時每個車轱轆只能滾動而無滑動狀況。經(jīng)由對汽車轉(zhuǎn)向時內(nèi)部、兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪和驅(qū)動輪的運(yùn)動環(huán)節(jié)解析，為確保各車轱轆只滾動無拖動，要求四車轱轆均應(yīng)繞同一圓心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。設(shè)L為汽車輪距，B為汽車軸距，α、β各自為外、里側(cè)轉(zhuǎn)向輪的偏移角，則要求外轉(zhuǎn)向輪偏移角ɑ須低于內(nèi)轉(zhuǎn)向輪偏移角β，并另外要求內(nèi)、兩側(cè)主動輪還需能滿足對應(yīng)的差速標(biāo)準(zhǔn)。為能滿足內(nèi)、兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪的偏移角要求，需使其轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的左、右橫支撐桿與轉(zhuǎn)向節(jié)臂成對應(yīng)視角的梯狀即非平行四邊形關(guān)聯(lián)，這都是各種轉(zhuǎn)向系廣泛選用的幾乎方式 。為能滿足主動輪差速要求有選用機(jī)誡差速和電子器件差速二種。機(jī)誡差速是普通汽車廣泛選用的方式 ，其機(jī)構(gòu)巨大而繁雜。而電子器件差速系統(tǒng)EDS是選用電子器件調(diào)控來保持，有眾多優(yōu)勢，隨電動式汽車的發(fā)展，非常是輪轂電機(jī)的運(yùn)用，它將是汽車主動輪差速調(diào)控的發(fā)展方向。

四、盡量減少轉(zhuǎn)彎半徑和提升高速轉(zhuǎn)向時的穩(wěn)定度

為減少低速檔轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)彎半徑，易于低速選位泊車或窄道轉(zhuǎn)向行車；和改進(jìn)髙速轉(zhuǎn)向或在側(cè)面風(fēng)作用時的行車穩(wěn)定度，還需選用高性能的四輪轉(zhuǎn)向來滿足。

經(jīng)由所述解析，依據(jù)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)最終推動轉(zhuǎn)向節(jié)臂的橫拉桿均為左右勻速直線運(yùn)動等優(yōu)勢，為提升轉(zhuǎn)向系的迅速響應(yīng)性和能滿足在不同時速下有對應(yīng)的助推等作用要求。

直線電機(jī)的最直觀的優(yōu)勢取決于直接產(chǎn)生直線運(yùn)動，通過直接驅(qū)動載荷的方法，并且能夠保持從髙速到低速等不同范疇的高精密位置定位調(diào)控。直線電機(jī)的動子（初中級）和電機(jī)定子（次級）間無直接觸碰，電機(jī)定子及動子均為剛性部件，進(jìn)而確保直線電機(jī)運(yùn)動的降噪性和總體機(jī)構(gòu)主要運(yùn)動構(gòu)件的高剛性。主要優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)緊湊、功率耗損小、快移速度高、加速度高、高速運(yùn)行。

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