轉(zhuǎn)向管柱萬(wàn)向節(jié)微小擺動(dòng)扭矩測(cè)量系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)汽車在動(dòng)力性、舒適性和安全性方面提出了更高的要求。在我國(guó)未來(lái)汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)中，安全性已成為人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。Rover750型轉(zhuǎn)向管柱是基于被動(dòng)安全技術(shù)的設(shè)計(jì)理念，它的可潰式伸縮吸能結(jié)構(gòu)和管內(nèi)變形元件的設(shè)計(jì)，以及兩剛性桿件之間的萬(wàn)向節(jié)連接，使得在車輛發(fā)生碰撞時(shí)，能通過伸縮、變形吸收能量，有效減少駕駛員受方向盤的沖擊力，使整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有更好的安全性。 為了對(duì)這種新型的轉(zhuǎn)向管柱的性能進(jìn)行評(píng)估，其

2、中一點(diǎn)是需要測(cè)量它的萬(wàn)向節(jié)的微小擺動(dòng)扭矩。由于萬(wàn)向節(jié)能同時(shí)在兩個(gè)不同的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，所以在檢測(cè)一個(gè)平面內(nèi)的擺動(dòng)扭矩時(shí)必須保證在另一個(gè)平面內(nèi)的靜止。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是通過彈簧掛鉤將萬(wàn)向節(jié)一端穩(wěn)定在一個(gè)平面內(nèi)，但對(duì)測(cè)量引入了外力，而且這種外力是變化的，不能作為系統(tǒng)誤差消除。 該論文提出了兩種新型實(shí)用的檢測(cè)萬(wàn)向節(jié)擺動(dòng)扭矩的方法：托肘方法和磁懸浮方法。托肘方法主要是借助力傳感器能夠承受一定范圍內(nèi)的切向力，而且對(duì)這種切向力不敏感的特性，通過力

3、傳感器直接支撐萬(wàn)向節(jié)的一端，保證在測(cè)試過程中萬(wàn)向節(jié)在另一個(gè)平面內(nèi)靜止。磁懸浮方法類似于磁懸浮列車的原理，用大塊永久性磁鐵產(chǎn)生近似的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，通過磁斥力與萬(wàn)向節(jié)的重力相抵消，從而可以防止萬(wàn)向節(jié)的一端往下掉。這兩種方法都有效地解決了萬(wàn)向節(jié)在另一個(gè)平面內(nèi)如何保持穩(wěn)定的問題，而且都不會(huì)引入外力，不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。 論文還詳細(xì)介紹了根據(jù)托肘方法設(shè)計(jì)和開發(fā)出來(lái)的能實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化操作的測(cè)試系統(tǒng)。論文首先介紹了測(cè)試系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)，

4、它的工件夾具能在三個(gè)坐標(biāo)軸內(nèi)自由地滑動(dòng)，從而有效地防止在測(cè)試過程中發(fā)生“卡死”現(xiàn)象而對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。該測(cè)試系統(tǒng)以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，通過控制永磁直流力矩電機(jī)，采用高精度力傳感器和信號(hào)調(diào)理放大電路，以及PCL－818L ISA總線數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)向節(jié)微小擺動(dòng)扭矩的自動(dòng)測(cè)量。經(jīng)過與彈簧掛鉤方法的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，證明了托肘方法的正確性和有效性，充分表明了該測(cè)試系統(tǒng)的高精度、高效率和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理能力的特性。該系統(tǒng)自投入