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天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为。——《孟子》

EPS转向系统鹅卵石路、绳索路异响分析

作者：朱志刚辛庆锋徐梅梅胡飞常文楠

来源：《时代汽车》2024年第03期

摘要：在当前的车辆开发中，传统的燃油车、电动车的都已实现了转向系统的电动助

力，但转向系统增加了蜗轮蜗杆结构，并且电机进行助力驱动，这导致在蜗轮蜗杆以及与电机

配合结构、尺寸、公差的影响，导致转向系统在过一些特殊路况下产生转向异响。文章介绍了

EPS转向系统在过鹅卵石、绳索路等特殊路况是转向系统易产生异响，通过对空载力矩、蜗轮

蜗杆的配合以及电机与蜗杆的配合型式对转向系统特殊路况异响。

关键词：转向系统空载力矩转向异响

引言1

随着汽车发展转向系统的功能及要求也在逐步的提高，同时转向系统在开发过程中重点需

要关注转向系统零部件的可靠性同时也要规避转向系统的异响问题，乘用车采用EPS转向系

统是普遍情况，而EPS除了给客户带来更好转向驾驶感的同时，也能集成智能驾驶的功能，

实现自动驾驶功能对整车的横向进行控制，但EPS转向系统需要通过助力单元进行EPS的控

制，增加了蜗轮蜗杆结构或者带传动结构进行驱动转向系统，这使得转向系统在工作过程中在

一些特殊路面，特别是鹅卵石、绳索路、比利时路面时，车速在10km/h，蜗轮蜗杆结构或者

带传动结构被路面的反馈激励起振动造成转向系统异响问题。

文章主要针对转向系统在鹅卵石、绳索路、比利时路产生的异响进行分析可能的原因，通

过优化蜗轮蜗杆的配比、蜗杆与控制器的连接方式等方向结构转向异响的问题，通过对转向管

柱结构型式的EPS进行分析结构型式，通过优化蜗轮蜗杆的设计、匹配、蜗轮的加工型式以

及合理的选择联轴器的结构方式消除转向系统在特殊路段的异响问题，为后续转向系统的设计

开发提供理论依据及实践借鉴意义，规避产品后续开发中出现类似的问题。

特殊路2段转向异响的机理

以转向管柱助力的EPS系统进行分析，车辆在过一些特殊路面时会通过路面激励使得转

向系统产生“哒哒-哒哒”异响声，从产生的机理上是轮胎将地面的振动通过转向器、中间轴传

递到转向管柱的蜗轮蜗杆、蜗杆与电机连接部位，而这些配合部位由于尺寸配合和安装的要求

存在间隙，这就导致振动传递上来在这些部位相互接触时产生异响，产生异响的部位有可能是

蜗轮蜗杆接触部位，也有可能是电机与蜗杆配合连接部位，针对这些部位的异响需要控制转向

空载力矩，优化蜗轮蜗杆的匹配，蜗杆轴承的选型，蜗杆与电机的连接等型式都会对转向异响

有贡献，如图1所示。

天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为。——《孟子》

转向系统优化改善异响的方案3

蜗轮蜗杆的匹配及空载力矩3.1

EPS转向系统蜗轮蜗杆结构，电机驱动蜗轮带动管柱转动，通过蜗轮蜗杆结构将电机的助

力放大，实现转向助力。转向异响通过地面传递上的力矩对蜗轮蜗杆处产生作用，地面的激励

会使得蜗轮快速的来回转动，蜗轮与蜗杆配合匹配不当将产生异响，同时对应蜗轮蜗杆的空载

扭矩过小不能有效抑制传递上来激励给蜗杆的冲击也会产生转向异响的情况，所以在设计蜗轮

蜗杆是需要将蜗轮和蜗杆进行分档匹配，保证蜗轮蜗杆的啮合距离，对蜗杆进行分档与蜗轮匹

配在保证中心距要求的情况，也对空载力矩进行了范围的控制，一般情况下空载力矩控制范围

在2.0N.m-3.5N.m的范围值，通过对空载扭矩的要求和蜗杆分档控制来抑制转向异响，蜗轮蜗

杆的配合，如图２所示。

蜗杆的参数