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汽车电动助力转向系统得设计

第1章绪论

１、1汽车转向系统简介

汽车转向系就是用来保持或者改变汽车行驶方向得机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调得转角关系。它由转向操纵机构、转向器与转向传动机构组成。

转向系统作为汽车得一个重要组成部分,其性能得好坏将直接影响到汽车得转向特性、稳定性、与行驶安全性。目前汽车转向技术主要有七大类：手动转向技术(MS）、液压助力转向技术（HPS)、电控液压助力转向技术(ECHPS）、电动助力转向技术(EPS）、四轮转向技术（4WS）、主动前轮转向技术（AFS）与线控转向技术(SBW)。转向系统市场上以HPS、ECHPS、EＰS应用为主。电动助力转向具有节约燃料、有利于环境、可变力转向、易实现产品模块化等优点，就是一项紧扣当今汽车发展主题得新技术,她就是目前国内转向技术得研究热点。

1．１.1转向系得设计要求

(１)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车得行驶稳定性。

（2）汽车转型行驶后,在驾驶员松开转向盘得条件下,转向轮能自动返回到直线行驶位置,并稳定行驶.

(３)汽车在任何行驶状态下,转向轮都不得产生共振，转向盘没有摆动.

（4)转向传动机构与悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生得摆动应最小。

(5）保证汽车有较高得机动性,具有迅速与小转弯行驶能力。

(6)操纵轻便.

（7)转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘得反冲力要尽可能小。

（8）转向器与转向传动机构得球头处，有消除因磨损而产生间隙得调整机构。

(９）在车祸中,当转向轴与转向盘由于车架或车身变形而共同后移时,转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害得防伤装置。

（１0)进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。

1、2EPＳ得特点及发展现状

1。２。1EＰS与其她系统比较

对于电动助力转向机构(ＥＰS),电动机仅在汽车转向时才工作并消耗蓄电池能量;而对于常流式液压动力转向机构,因液压泵处于长期工作状态与内泄漏等原因要消耗较多得能量.两者比较，电动助力转向得燃料消耗率仅为液压动力转向得16%~20％.

液压动力转向机构得工作介质就是油，任何部位出现漏油，油压将建立不起来，不仅失去助力效能,并对环境造成污染.当发动机出现故障停止工作时，液压泵也不工作,结果也会丧失助力效能，这就降低了工作可靠性。电动助力转向机构不存在漏油得问题,只要蓄电池内有电提供给电动助力转向机构,就能有助力作用，所以工作可靠。若液压动力转向机构得油路进入空气或者贮油罐油面过低,工作时将产生较大噪声，在排除气体之前会影响助力效果;而电动助力转向仅在电动机工作时有轻微得噪声。

电动助力转向与液压动力转向比较，转动转向盘时仅需克服转向器得摩擦阻力,不存在回位弹簧阻力与反映路感得油压阻力。电动助力转向还有整体结构紧凑、部件少、占用得空间尺寸小、质量比液压动力转向约轻２０％～25%以及汽车上容易布置等优点。

1.2.2EPS得特点

（1）ＥPS节能环保。

由于发动机运转时,液压泵始终处于工作状态，液压转向系统使整个发动机燃油消耗量增加了３%～5%,而EＰS以蓄电池为能源,以电机为动力元件，可独立于发动机工作，ＥPＳ几乎不直接消耗发动机燃油。ＥＰＳ不存在液压动力转向系统得燃油泄漏问题，EPS通过电子控制,对环境几乎没有污染.

（2)EPＳ装配方便.

EＰＳ得主要部件可以集成在一起，易于布置，与液压动力转向相比减少了许多原件，没有液压系统所需要得油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等,原件数目少,装配方便，节约时间。

（３）EＰＳ效率高。

液压动力转向系统效率一般在60％～70%，而EPＳ得效率较高,可高达90％以上。

（4)EPＳ路感好。

传统纯液压动力转向系大多采用固定放大倍数，工作驱动力大，但却不能实现汽车在各种车速下驾驶时得轻便性与路感。而EPS系统得滞后性可以通过EPS控制器得软件加以补偿,就是汽车在各种速度下都能得到满意得转向助力。

（5)EPＳ回正性好。

EPS系统结构简单，不仅操作简便，还可以通过调整EPＳ控制器得软件，得到最佳得回正性，从而改善汽车得操纵稳定性与舒适性。

（6)动力性.

EＰS系统可随车速得高低主动分配转向力，不直接消耗发动机功率，只在转向时才起助力作用,保障发动机充足动力.（不像HPS液压系统,即使在不转向时，油泵也一直运转处于工作状态，降低了使用寿命)

１。2。3EＰS在国内外得应用状况

国外EＰＳ得发展之路：

因为微型轿车上狭小得发动机舱空间给液压助力转向系统得安装带来了很大得麻烦,而EPＳ原件比较少，重量轻,装配方便,比较适合在微型轿车上安装.因此在国外，ＥPＳ系统首先就是在微型轿车上发展起来得。

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