汽车电动助力转向装置的设计

A. 汽车电动助力转向组成

电动助力转向的系统组成 电动助力转向系统一般由扭矩传感器、电控单元（微处理器）、电动机与电磁离合器、减速器等组成。

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B. 汽车电动助力方向系统

电动助力转向系统（Electric Power Steering，缩写EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。

与传统的液压助力转向系统HPS（Hydraulic Power Steering）相比，EPS系统具有很多优点。EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）等组成。

机械液压助力

机械液压助力是我们最常见的一种助力方式，它诞生于1902年，由英国人Frederick W. Lanchester发明，而最早的商品化应用则推迟到了半个世纪之后，1951年克莱斯勒把成熟的液压转向助力系统应用在了Imperial车系上。由于技术成熟可靠，而且成本低廉，得以被广泛普及。

机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。

C. 汽车上什么是电动助力转向

早期汽车所装配的由于是纯机械式转向系统，因此当车速较低时转动方向盘需要很大的力量，随着车速的加快则会逐渐变轻。但为了让更多用户能轻松的操作车辆，助力转向系统也随之开始出现，其通过使用液压或电机来辅助方向盘的转向动作，将驾驶者的力量放大，从而降低操作方向盘转向的对力量的需求。

事实上最早的机械液压助力系统诞生于1902年，美国GM（通用）汽车早在50年代就开始在自家的轿车产品上采用液压助力转向系统，不过由于这套系统的助力输出力度固定，因此无法兼顾低速时转向轻便和高速转向稳定两个诉求。

因此在1983年，日本Koyo推出了带车速感应功能的电控液压助力转向系统，可以通过电子控制调节，做到随车速变化而改变助力大小。但直到1988年，日本Suzuki（铃木）开始采用Koyo研发的转向柱助力式电动助力转向系统。而在1990年，Honda（本田）在其NSX车型上搭配了自主研发的齿条助力式电动助力转向系统。

那么今天我们就来和大家谈一谈，各种助力转向系统之间有哪些不同点。

机械液压助力系统

由于机械液压转向助力系统出现得最早，因此技术成熟可靠且成本低廉，所以在车辆上的普及率相当高，至今也依然还有不少车型在使用。主要组成部分包括液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等，其再工作时将引擎的部分动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助的作用力。

机械液压助力转向系统是由液压泵及管路和油缸组成，但为保持住压力不下降，所以无论车辆是否进行转向动作，液压系统均需始终都保持工作状态，而当车速较低时则需要液压泵输出更大的功率来提供更大助力。因此液压系统随时都在消耗引擎的动力，特别是低速转向时液压泵需要输出更大功率，所以此时对于引擎动力的消耗也会更多。

由于纯机械式结构让路面状况能够更为准确的传递到方向盘上，因此采用这类系统的车辆路感会更加清晰，对于轮胎的抓地情况能更好掌握。并且因为液压泵由引擎驱动，所以转向动力充沛，技术成熟可靠且制造成本较低。但其缺点也同样明显，由于液压泵需要持续工作，所以一定程度上会带来油耗的增加；同时液压管路中的压力很高，也使得其使用寿命会受到相应的影响，此外转向时不可长时间将方向盘打到底，否则会容易损害整个液压系统。

电子液压助力转向系统

机械液压助力系统工作时需要消耗引擎的动力，对于燃油经济性方面有着负面影响，因此能耗更低的电子液压助力转向系统此后也已经出现。液压助力转向系统与其所不同的，是这套系统的转向油泵使用电机驱动，将不再消耗引擎的动力，而且通过加装电控系统可以让转向辅助力大小随着转向角度和车速一起变化，因此在性能方面表现也更加优异。

电子液压助力转向系统主要是由动力转向器、转向助力传感器、车速传感器、储油罐、电动液压泵和动力转控制器组成，其工作原理基本则与机械液压助力系统相同。但主要区别则在于油泵改由电机进行驱动，同时厂商可以根据不同需要来设定助力参数，让车辆具有不同的驾驶感受。

由于这套系统是基于机械液压助力系统改进而来，因此在继承大部分优点d情况下，还解决了油耗增加的问题。不过这套系统因为增加了很多电子控制装置和传感器，也使得其制造和维修的成本会增加，不过随着技术的成熟，目前电子液压助力系统已成为现阶段主流家用车上的标配。

电动助力转向系统

电动助力转向系统则与前面两种有所不同，其直接依靠电机来提供辅助转向，不再需要液压系统的参与，同时还继承了转向辅助力大小能随着转向角度和车速变化的特性，并且这一系统还具有结构简单，调整容易和维修简单等特点

D. 电动汽车电动助力转向系统特点有哪些

一般助力转向系统分为1,液压助力转向 2，液压电子助力转向 3，电子助力专转向
1，液压助力转向工作的属时候是利用发动机带动液压泵，当方向盘转动的时候打开转向助力阀提供转向助力，缺点是消耗发动机能量，即便不转向时液压泵也保持高压状态，管路零配件较多，后期维护保养叫繁琐，配件较多占空间，容易漏油！
2,液压电子助力转向是不用发动机动力，使用一个单独的电子泵给油泵提供压力，比液压助力转向多了一些电子控制单元，发动机能耗减少了，但是相对一些电子电路成本也提高了，并且稳定性没有液压助力转向好
3，电子助力转向是完全用电机提供转向助力，体积小装配方便，能量损失小，回正性好，没有污染，效率高，液压转向助力能效60%到70%，电子助力可以达到90%
但是电子转向助力力量相对要小，不适合大型车辆，成本高！这个会影响他的普及！

E. 汽车电动助力转向系统加装注意事项

1、

拆卸原机械管柱总成前请检查原车况是否正常，拆卸时请先拆下电池的负极，以防止拆装过程碰线引起电源短路。

2
、

机械管柱的拆卸：
1
、拆方向盘及管柱外围的防护板，
2
、拆卸机械管柱总成、下转向轴总成，
3
、拆下机械管柱总
成上的点火开关（注意保护点火开关，避免损坏）
。

3
、

电动管柱的安装：
1
、把点火开关安装在电动转向管柱总成上，
2
、把下转向轴总成安装到转向器总成上，
3
、把电
动转向管柱总成套上下转向轴总成万向节（改吉利三缸车时，需要把保险盒支架固定在管柱上）
，
4
、锁紧转向管柱
的安装螺丝
[
同时把线束中黑色线
(
粗线
)
接上搭铁
]
，
5
、锁紧两头万向节的螺丝，
6
、安装方向盘及管柱外围的防护
板。

4
、

控制器的安装定位：
1
、北斗星车安装在副驾驶前方工具箱下的发动机控制器下（需拆下工具箱安装）
；
2
、吉利车
安装在变速杆罩内的发动机控制器上
（需拆开变速杆罩安装）
；
3
、
哈飞民意、
长安车安装在副驾驶前方工具箱下
（需
拆下工具箱安装）
；
4
、奇瑞
QQ
可安装在管柱子旁。

5
、

线束的安装与连线：
1
、
把线束中红
/
黑线接入点火开关
(Key ON)
中；
2
、
线束中黑
/
黄线
（粗线）
接入电瓶正极上；
3
、
把线束中黑色线（粗线）接入转向管柱总成的安装螺丝上进行搭铁；
4
、把线束中粉红线并接到车速信号线中；
5
、
把线束中黄色线并接到转速信号线中。

6
、

系统通电工作前请先检查各插接件是否已连接完好，要确保系统线路连接无误才能通电工作，否则有可能
因通电检测有故障而需要排除故障和清除故障代码后控制器才能工作。

F. 汽车电动助力转向器（EPS）是由哪家公司首先开发出来的

上世纪80年代初期，日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统，随后还应用在其Alto
车上。此后，EPS在日本得到迅速发展。出于节能环保的考虑，欧、美等国的汽车公司也相继对
EPS进行了开发和研究。虽然比日本晚了10年时间，但是欧美国家的开发力度比较大，所选择的产品类型也有所不同。日本起初选择了技术相对成熟的有刷电机。有刷电机比较成熟，在汽车上的应用较广，比如雨刷、车窗等部分，稍做改进就适应了EPS的要求，因此研发周期较短，上世纪80
年代末期就开始产业化，主要装配在微型车上。而欧美则选择了难度较大的无刷电机，但是电子控制系统比较复杂，延长了研发周期。直到90年代中期欧美才开始批量生产。从长远发展看，有刷电机存在一定弊端，比如电刷产生的噪声较难克服，磨损较严重，存在电磁干扰等问题。因此，日本现在国内配装的EPS也逐渐转向无刷电机类了。

G. 电动助力转向系统有哪些传动形式

2、EPS只在转向时电动机才提供助力，因而能减少电量的消耗。 3、EPS取消了油泵、传动带、液压软管、液压油及密封件等，其零件比HPS大大减少了，因此质量更轻、结构更紧凑，在安装位置选择方面也更容易，并且能降低噪声。 4、EPS没有液压回路，比HPS更易调整和检测，装配自动化程度更高，并且可以通过设置不同的程序，能快速与不同车型匹配，因而能缩短生产和开发周期。 5、EPS不纯在渗油问题，可大大降低保修成本，减少对环境的污染。 6、EPS比HPS具有更好的低温工作性能。 7、结构简单，占用空间小，布置方便，性能优越。于该系统具有良好的模块化设计，所以不需要对不同的系统重新进行设计、试验、加工等,不但节省了费用，也为设计不同的系统提供了极大的灵活性，而且更易于生产线装配。由于没有油泵、油管和发动机上的皮带轮，使得工程师们设计该系统时有更大的余地，而且该系统的控制模块可以和齿轮齿条设计在一起或单独设计，发动机部件的空间利用率极高。该系统省去了装于发动机上皮带轮和油泵，留出的空间可以用于安装其它部件。许多消费者在买车时非常关心车辆的维护与保养问题。装有电动助力转向系统的汽车没有油泵，没有软管连接，可以减少许多忧虑。实际上，传统的液压转向系统中，液压油泵和软管的事故率占整个系统故障的53%，如软管漏油和油泵漏油等。 8、线装配性好。电动汽车电动助力转向系统没有液压系统所需要的油泵、油管、流量控制阀、储油罐等部件，零件数目大大减少，减少了装配的工作量，节省了装配时间，提高了装配效率。电动助力转向系统自20世纪80年代中期初提出以来，作为今后汽车转向系统的发展方向，必将取代现有的机械转向系统、液压助力转向系统和电控制液压助力转向系统。

H. 电动车转向控制装置的设计趋势

随着汽车工业的迅速发展，转向装置的结构也有很大变化。汽车转向器的结构很多，从使用的普遍程度来看，主要的转向器类型有4种：有蜗杆肖式（WP型）、蜗杆滚轮式（WR型）、循环球式（BS型）、齿条齿轮式（RP型）。这四种转向器型式，已经被广泛使用在汽车上。
据了解，在世界范围内，汽车循环球式转向器占45%左右，齿条齿轮式转向器占40%左右，蜗杆滚轮式转向器占10%左右，其它型式的转向器占5%。循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大，日本装备不同类型发动机的各类型汽车，采用不同类型转向器，在公共汽车中使用的循环球式转向器，已由60年代的62．5%，发展到现今的100%了（蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经被淘汰）。大、小型货车大都采用循环球式转向器，但齿条齿轮式转向器也有所发展。微型货车用循环球式转向器占65%，齿条齿轮式占35%。
综合上述对有关转向器品种的使用分析，得出以下结论：
·循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮#0；蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。
·在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器，比率都已达到或超过90%；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器，比率超过50%，法国已高达95%。
·由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用（包括小客车、小型货车或客货两用车）得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。 ·循环球式转向器的特点是：效率高，操纵轻便，有一条平滑的操纵力特性曲线。
·布置方便。特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用；易于传递驾驶员操纵信号；逆效率高、回位好，与液压助力装置的动作配合得好。
·可以实现变速比的特性，满足了操纵轻便性的要求。中间位置转向力小、且经常使用，要求转向灵敏，因此希望中间位置附近速比小，以提高灵敏性。大角度转向位置转向阻力大，但使用次数少，因此希望大角度位置速比大一些，以减小转向力。由于循环球式转向器可实现变速比，应用正日益广泛。
·通过大量钢球的滚动接触来传递转向力，具有较大的强度和较好的耐磨性。并且该转向器可以被设计成具有等强度结构，这也是它应用广泛的原因之一。
·变速比结构具有较高的刚度，特别适宜高速车辆车速的提高。高速车辆需要在高速时有较好的转向稳定性，必须保证转向器具有较高的刚度。
·间隙可调。齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙，使之具有合适的转向器传动间隙，从而提高转向器寿命，也是这种转向器的优点之一。
中国的转向器生产，除早期投产的解放牌汽车用蜗杆#0；滚轮式转向器，东风汽车用蜗杆肖式转向器之外，其它大部分车型都采用循环球式结构，并都具有一定的生产经验。解放、东风也都在积极发展循环球式转向器，并已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器。由此看出，中国的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展。 动力转向系统的应用日益广泛，不仅在重型汽车上必须装备，在高级轿车上应用的也较多，在中型汽车上的应用也逐渐推广。主要是从减轻驾驶员疲劳，提高操纵轻便性和稳定性出发；次要是从减小因在高速行驶中前轮突然爆胎而造成的事故出发。虽然带来成本较高和结构复杂等问题，但由于优点明显，还是得到很快的发展。
动力转向有3种形式：整体式、半分置式及联阀式动力转向结构。3种形式各有特点，发展较快，整体式多用于前桥负荷3～8t汽车，联阀式多用于前桥负荷5#0；18t汽车，半分置式多用于前桥负荷6t以上到超重型汽车。
从发展趋势上看，国外整体式转向器发展较快，而整体式转向器中转阀结构是发展的方向。