汽車電動助力轉向裝置的設計

A. 汽車電動助力轉向組成

電動助力轉向的系統組成 電動助力轉向系統一般由扭矩感測器、電控單元（微處理器）、電動機與電磁離合器、減速器等組成。

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B. 汽車電動助力方向系統

電動助力轉向系統（Electric Power Steering，縮寫EPS）是一種直接依靠電機提供輔助扭矩的動力轉向系統。

與傳統的液壓助力轉向系統HPS（Hydraulic Power Steering）相比，EPS系統具有很多優點。EPS主要由扭矩感測器、車速感測器、電動機、減速機構和電子控制單元（ECU）等組成。

機械液壓助力

機械液壓助力是我們最常見的一種助力方式，它誕生於1902年，由英國人Frederick W. Lanchester發明，而最早的商品化應用則推遲到了半個世紀之後，1951年克萊斯勒把成熟的液壓轉向助力系統應用在了Imperial車繫上。由於技術成熟可靠，而且成本低廉，得以被廣泛普及。

機械液壓助力系統的主要組成部分有液壓泵、油管、壓力流體控制閥、V型傳動皮帶、儲油罐等等。這種助力方式是將一部分發動機動力輸出轉化成液壓泵壓力，對轉向系統施加輔助作用力，從而使輪胎轉向。

C. 汽車上什麼是電動助力轉向

早期汽車所裝配的由於是純機械式轉向系統，因此當車速較低時轉動方向盤需要很大的力量，隨著車速的加快則會逐漸變輕。但為了讓更多用戶能輕松的操作車輛，助力轉向系統也隨之開始出現，其通過使用液壓或電機來輔助方向盤的轉向動作，將駕駛者的力量放大，從而降低操作方向盤轉向的對力量的需求。

事實上最早的機械液壓助力系統誕生於1902年，美國GM（通用）汽車早在50年代就開始在自家的轎車產品上採用液壓助力轉向系統，不過由於這套系統的助力輸出力度固定，因此無法兼顧低速時轉向輕便和高速轉向穩定兩個訴求。

因此在1983年，日本Koyo推出了帶車速感應功能的電控液壓助力轉向系統，可以通過電子控制調節，做到隨車速變化而改變助力大小。但直到1988年，日本Suzuki（鈴木）開始採用Koyo研發的轉向柱助力式電動助力轉向系統。而在1990年，Honda（本田）在其NSX車型上搭配了自主研發的齒條助力式電動助力轉向系統。

那麼今天我們就來和大家談一談，各種助力轉向系統之間有哪些不同點。

機械液壓助力系統

由於機械液壓轉向助力系統出現得最早，因此技術成熟可靠且成本低廉，所以在車輛上的普及率相當高，至今也依然還有不少車型在使用。主要組成部分包括液壓泵、油管、壓力流體控制閥、V型傳動皮帶、儲油罐等，其再工作時將引擎的部分動力輸出轉化成液壓泵壓力，對轉向系統施加輔助的作用力。

機械液壓助力轉向系統是由液壓泵及管路和油缸組成，但為保持住壓力不下降，所以無論車輛是否進行轉向動作，液壓系統均需始終都保持工作狀態，而當車速較低時則需要液壓泵輸出更大的功率來提供更大助力。因此液壓系統隨時都在消耗引擎的動力，特別是低速轉向時液壓泵需要輸出更大功率，所以此時對於引擎動力的消耗也會更多。

由於純機械式結構讓路面狀況能夠更為准確的傳遞到方向盤上，因此採用這類系統的車輛路感會更加清晰，對於輪胎的抓地情況能更好掌握。並且因為液壓泵由引擎驅動，所以轉向動力充沛，技術成熟可靠且製造成本較低。但其缺點也同樣明顯，由於液壓泵需要持續工作，所以一定程度上會帶來油耗的增加；同時液壓管路中的壓力很高，也使得其使用壽命會受到相應的影響，此外轉向時不可長時間將方向盤打到底，否則會容易損害整個液壓系統。

電子液壓助力轉向系統

機械液壓助力系統工作時需要消耗引擎的動力，對於燃油經濟性方面有著負面影響，因此能耗更低的電子液壓助力轉向系統此後也已經出現。液壓助力轉向系統與其所不同的，是這套系統的轉向油泵使用電機驅動，將不再消耗引擎的動力，而且通過加裝電控系統可以讓轉向輔助力大小隨著轉向角度和車速一起變化，因此在性能方面表現也更加優異。

電子液壓助力轉向系統主要是由動力轉向器、轉向助力感測器、車速感測器、儲油罐、電動液壓泵和動力轉控制器組成，其工作原理基本則與機械液壓助力系統相同。但主要區別則在於油泵改由電機進行驅動，同時廠商可以根據不同需要來設定助力參數，讓車輛具有不同的駕駛感受。

由於這套系統是基於機械液壓助力系統改進而來，因此在繼承大部分優點d情況下，還解決了油耗增加的問題。不過這套系統因為增加了很多電子控制裝置和感測器，也使得其製造和維修的成本會增加，不過隨著技術的成熟，目前電子液壓助力系統已成為現階段主流家用車上的標配。

電動助力轉向系統

電動助力轉向系統則與前面兩種有所不同，其直接依靠電機來提供輔助轉向，不再需要液壓系統的參與，同時還繼承了轉向輔助力大小能隨著轉向角度和車速變化的特性，並且這一系統還具有結構簡單，調整容易和維修簡單等特點

D. 電動汽車電動助力轉向系統特點有哪些

一般助力轉向系統分為1,液壓助力轉向 2，液壓電子助力轉向 3，電子助力專轉向
1，液壓助力轉向工作的屬時候是利用發動機帶動液壓泵，當方向盤轉動的時候打開轉向助力閥提供轉向助力，缺點是消耗發動機能量，即便不轉向時液壓泵也保持高壓狀態，管路零配件較多，後期維護保養叫繁瑣，配件較多佔空間，容易漏油！
2,液壓電子助力轉向是不用發動機動力，使用一個單獨的電子泵給油泵提供壓力，比液壓助力轉向多了一些電子控制單元，發動機能耗減少了，但是相對一些電子電路成本也提高了，並且穩定性沒有液壓助力轉向好
3，電子助力轉向是完全用電機提供轉向助力，體積小裝配方便，能量損失小，回正性好，沒有污染，效率高，液壓轉向助力能效60%到70%，電子助力可以達到90%
但是電子轉向助力力量相對要小，不適合大型車輛，成本高！這個會影響他的普及！

E. 汽車電動助力轉向系統加裝注意事項

1、

拆卸原機械管柱總成前請檢查原車況是否正常，拆卸時請先拆下電池的負極，以防止拆裝過程碰線引起電源短路。

2
、

機械管柱的拆卸：
1
、拆方向盤及管柱外圍的防護板，
2
、拆卸機械管柱總成、下轉向軸總成，
3
、拆下機械管柱總
成上的點火開關（注意保護點火開關，避免損壞）
。

3
、

電動管柱的安裝：
1
、把點火開關安裝在電動轉向管柱總成上，
2
、把下轉向軸總成安裝到轉向器總成上，
3
、把電
動轉向管柱總成套上下轉向軸總成萬向節（改吉利三缸車時，需要把保險盒支架固定在管柱上）
，
4
、鎖緊轉向管柱
的安裝螺絲
[
同時把線束中黑色線
(
粗線
)
接上搭鐵
]
，
5
、鎖緊兩頭萬向節的螺絲，
6
、安裝方向盤及管柱外圍的防護
板。

4
、

控制器的安裝定位：
1
、北斗星車安裝在副駕駛前方工具箱下的發動機控制器下（需拆下工具箱安裝）
；
2
、吉利車
安裝在變速桿罩內的發動機控制器上
（需拆開變速桿罩安裝）
；
3
、
哈飛民意、
長安車安裝在副駕駛前方工具箱下
（需
拆下工具箱安裝）
；
4
、奇瑞
QQ
可安裝在管柱子旁。

5
、

線束的安裝與連線：
1
、
把線束中紅
/
黑線接入點火開關
(Key ON)
中；
2
、
線束中黑
/
黃線
（粗線）
接入電瓶正極上；
3
、
把線束中黑色線（粗線）接入轉向管柱總成的安裝螺絲上進行搭鐵；
4
、把線束中粉紅線並接到車速信號線中；
5
、
把線束中黃色線並接到轉速信號線中。

6
、

系統通電工作前請先檢查各插接件是否已連接完好，要確保系統線路連接無誤才能通電工作，否則有可能
因通電檢測有故障而需要排除故障和清除故障代碼後控制器才能工作。

F. 汽車電動助力轉向器（EPS）是由哪家公司首先開發出來的

上世紀80年代初期，日本鈴木公司首次在其Cervo轎車上安裝了EPS系統，隨後還應用在其Alto
車上。此後，EPS在日本得到迅速發展。出於節能環保的考慮，歐、美等國的汽車公司也相繼對
EPS進行了開發和研究。雖然比日本晚了10年時間，但是歐美國家的開發力度比較大，所選擇的產品類型也有所不同。日本起初選擇了技術相對成熟的有刷電機。有刷電機比較成熟，在汽車上的應用較廣，比如雨刷、車窗等部分，稍做改進就適應了EPS的要求，因此研發周期較短，上世紀80
年代末期就開始產業化，主要裝配在微型車上。而歐美則選擇了難度較大的無刷電機，但是電子控制系統比較復雜，延長了研發周期。直到90年代中期歐美才開始批量生產。從長遠發展看，有刷電機存在一定弊端，比如電刷產生的雜訊較難克服，磨損較嚴重，存在電磁干擾等問題。因此，日本現在國內配裝的EPS也逐漸轉向無刷電機類了。

G. 電動助力轉向系統有哪些傳動形式

2、EPS只在轉向時電動機才提供助力，因而能減少電量的消耗。 3、EPS取消了油泵、傳動帶、液壓軟管、液壓油及密封件等，其零件比HPS大大減少了，因此質量更輕、結構更緊湊，在安裝位置選擇方面也更容易，並且能降低雜訊。 4、EPS沒有液壓迴路，比HPS更易調整和檢測，裝配自動化程度更高，並且可以通過設置不同的程序，能快速與不同車型匹配，因而能縮短生產和開發周期。 5、EPS不純在滲油問題，可大大降低保修成本，減少對環境的污染。 6、EPS比HPS具有更好的低溫工作性能。 7、結構簡單，佔用空間小，布置方便，性能優越。於該系統具有良好的模塊化設計，所以不需要對不同的系統重新進行設計、試驗、加工等,不但節省了費用，也為設計不同的系統提供了極大的靈活性，而且更易於生產線裝配。由於沒有油泵、油管和發動機上的皮帶輪，使得工程師們設計該系統時有更大的餘地，而且該系統的控制模塊可以和齒輪齒條設計在一起或單獨設計，發動機部件的空間利用率極高。該系統省去了裝於發動機上皮帶輪和油泵，留出的空間可以用於安裝其它部件。許多消費者在買車時非常關心車輛的維護與保養問題。裝有電動助力轉向系統的汽車沒有油泵，沒有軟管連接，可以減少許多憂慮。實際上，傳統的液壓轉向系統中，液壓油泵和軟管的事故率占整個系統故障的53%，如軟管漏油和油泵漏油等。 8、線裝配性好。電動汽車電動助力轉向系統沒有液壓系統所需要的油泵、油管、流量控制閥、儲油罐等部件，零件數目大大減少，減少了裝配的工作量，節省了裝配時間，提高了裝配效率。電動助力轉向系統自20世紀80年代中期初提出以來，作為今後汽車轉向系統的發展方向，必將取代現有的機械轉向系統、液壓助力轉向系統和電控制液壓助力轉向系統。

H. 電動車轉向控制裝置的設計趨勢

隨著汽車工業的迅速發展，轉向裝置的結構也有很大變化。汽車轉向器的結構很多，從使用的普遍程度來看，主要的轉向器類型有4種：有蝸桿肖式（WP型）、蝸桿滾輪式（WR型）、循環球式（BS型）、齒條齒輪式（RP型）。這四種轉向器型式，已經被廣泛使用在汽車上。
據了解，在世界范圍內，汽車循環球式轉向器佔45%左右，齒條齒輪式轉向器佔40%左右，蝸桿滾輪式轉向器佔10%左右，其它型式的轉向器佔5%。循環球式轉向器一直在穩步發展。在西歐小客車中，齒條齒輪式轉向器有很大的發展。日本汽車轉向器的特點是循環球式轉向器占的比重越來越大，日本裝備不同類型發動機的各類型汽車，採用不同類型轉向器，在公共汽車中使用的循環球式轉向器，已由60年代的62．5%，發展到現今的100%了（蝸桿滾輪式轉向器在公共汽車上已經被淘汰）。大、小型貨車大都採用循環球式轉向器，但齒條齒輪式轉向器也有所發展。微型貨車用循環球式轉向器佔65%，齒條齒輪式佔35%。
綜合上述對有關轉向器品種的使用分析，得出以下結論：
·循環球式轉向器和齒輪齒條式轉向器，已成為當今世界汽車上主要的兩種轉向器；而蝸輪#0；蝸桿式轉向器和蝸桿肖式轉向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。
·在小客車上發展轉向器的觀點各異，美國和日本重點發展循環球式轉向器，比率都已達到或超過90%；西歐則重點發展齒輪齒條式轉向器，比率超過50%，法國已高達95%。
·由於齒輪齒條式轉向器的種種優點，在小型車上的應用（包括小客車、小型貨車或客貨兩用車）得到突飛猛進的發展；而大型車輛則以循環球式轉向器為主要結構。 ·循環球式轉向器的特點是：效率高，操縱輕便，有一條平滑的操縱力特性曲線。
·布置方便。特別適合大、中型車輛和動力轉向系統配合使用；易於傳遞駕駛員操縱信號；逆效率高、回位好，與液壓助力裝置的動作配合得好。
·可以實現變速比的特性，滿足了操縱輕便性的要求。中間位置轉向力小、且經常使用，要求轉向靈敏，因此希望中間位置附近速比小，以提高靈敏性。大角度轉向位置轉向阻力大，但使用次數少，因此希望大角度位置速比大一些，以減小轉向力。由於循環球式轉向器可實現變速比，應用正日益廣泛。
·通過大量鋼球的滾動接觸來傳遞轉向力，具有較大的強度和較好的耐磨性。並且該轉向器可以被設計成具有等強度結構，這也是它應用廣泛的原因之一。
·變速比結構具有較高的剛度，特別適宜高速車輛車速的提高。高速車輛需要在高速時有較好的轉向穩定性，必須保證轉向器具有較高的剛度。
·間隙可調。齒條齒扇副磨損後可以重新調整間隙，使之具有合適的轉向器傳動間隙，從而提高轉向器壽命，也是這種轉向器的優點之一。
中國的轉向器生產，除早期投產的解放牌汽車用蝸桿#0；滾輪式轉向器，東風汽車用蝸桿肖式轉向器之外，其它大部分車型都採用循環球式結構，並都具有一定的生產經驗。解放、東風也都在積極發展循環球式轉向器，並已在第二代換型車上普遍採用了循環球式轉向器。由此看出，中國的轉向器也在向大量生產循環球式轉向器發展。 動力轉向系統的應用日益廣泛，不僅在重型汽車上必須裝備，在高級轎車上應用的也較多，在中型汽車上的應用也逐漸推廣。主要是從減輕駕駛員疲勞，提高操縱輕便性和穩定性出發；次要是從減小因在高速行駛中前輪突然爆胎而造成的事故出發。雖然帶來成本較高和結構復雜等問題，但由於優點明顯，還是得到很快的發展。
動力轉向有3種形式：整體式、半分置式及聯閥式動力轉向結構。3種形式各有特點，發展較快，整體式多用於前橋負荷3～8t汽車，聯閥式多用於前橋負荷5#0；18t汽車，半分置式多用於前橋負荷6t以上到超重型汽車。
從發展趨勢上看，國外整體式轉向器發展較快，而整體式轉向器中轉閥結構是發展的方向。