汽车电动助力转向系统的研究大学毕业论文外文文献翻译及原文.docxVIP

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2025-02-09 发布于河南
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汽车电动助力转向系统的研究大学毕业论文外文文献翻译及原文

第一章电动助力转向系统概述

电动助力转向系统（EPS）是现代汽车中不可或缺的一项技术，它通过电子控制单元（ECU）与电动机的协同工作，实现了驾驶员转向操作的轻松和精准。与传统液压助力转向系统相比，EPS具有显著的节能、环保和性能提升优势。据统计，EPS的应用可以降低车辆油耗约3%，减少排放约5%，极大地提升了汽车的动力性能和燃油经济性。

电动助力转向系统的工作原理基于电动机提供助力，其助力大小与驾驶员的转向力度成正比。在低速行驶时，系统可以提供较大的助力，使驾驶员轻松操控方向盘；而在高速行驶时，助力逐渐减小，以提高转向的稳定性和响应速度。例如，在大众高尔夫7车型上，EPS系统采用了电子液压泵，通过ECU控制泵的转速，实现助力的动态调节。

电动助力转向系统的类型多样，主要包括液压助力转向（HPS）、电动助力转向（EPS）和电子助力转向（EPS）。其中，EPS系统因其无需液压油泵和油管，具有结构简单、响应速度快、易于维护等优点，已成为当前汽车转向系统的主流。据市场调研，2019年全球EPS市场规模约为150亿美元，预计到2025年将增长至300亿美元。以特斯拉Model3为例，其EPS系统采用了单电机设计，实现了转向和制动系统的集成，进一步提升了车辆的性能和安全性。

第二章电动助力转向系统的工作原理及类型

(1)电动助力转向系统的工作原理主要依赖于一个直流电动机，该电动机与方向盘直接连接。当驾驶员转动方向盘时，转向柱的位置变化会被传感器检测，并将信号传输至电子控制单元（ECU）。ECU根据这些信号和预设的算法，控制电动机的输出扭矩，以提供适当的助力。例如，在低速行驶时，EPS系统可以提供高达80%的转向助力，而在高速行驶时，助力会降至大约10%，以保持车辆的稳定性。

(2)电动助力转向系统根据结构和工作方式的不同，主要分为两种类型：机械式EPS和电子式EPS。机械式EPS通过齿轮和皮带将电动机的扭矩传递给转向机构，而电子式EPS则通过电子控制单元直接控制电动机的扭矩输出。以宝马5系为例，其使用的电子式EPS系统在低速时提供更强的助力，使驾驶更为轻松，而在高速时助力减弱，保证转向的精准度。

(3)此外，根据电动机的安装位置，EPS系统还可以分为前轮驱动车辆上的前轴式EPS和后轮驱动车辆上的后轴式EPS。前轴式EPS由于安装位置靠近车轮，可以更快地响应驾驶员的转向操作，提高车辆的操控性。以丰田凯美瑞为例，其EPS系统采用了前轴式设计，使得车辆在高速行驶时的稳定性得到了显著提升。而后轴式EPS则更适合于后轮驱动车辆，可以在保持车辆动态平衡的同时，提供足够的转向助力。

第三章电动助力转向系统的关键技术

(1)电动助力转向系统的核心部件之一是电动机，其性能直接影响到系统的响应速度和助力效果。目前，电动机主要采用永磁同步电动机（PMSM）和交流感应电动机（ASIM）。PMSM以其高效率、低噪音和快速响应的特点，成为大多数高端车型EPS系统的首选。例如，奔驰C级车型上的EPS系统采用了PMSM电动机，其峰值扭矩可达50Nm，确保了车辆在不同工况下的稳定转向。

(2)传感器技术是电动助力转向系统的另一项关键技术。系统通常配备有角度传感器、扭矩传感器和车速传感器等，以实时监测方向盘的角度、驾驶员施加的扭矩和车辆的速度。这些传感器将数据传输至ECU，ECU根据这些数据计算出所需的助力大小和类型。例如，奥迪A4的EPS系统使用了三个角度传感器，分别位于转向柱、转向机壳和方向盘上，确保了转向操作的精确性。

(3)电子控制单元（ECU）是电动助力转向系统的“大脑”，负责接收传感器数据、执行控制策略以及输出电动机的指令。ECU的控制策略包括助力控制、转向稳定性控制和节能控制等。随着控制算法的不断完善，ECU的性能也在不断提升。例如，沃尔沃S90的EPS系统采用了先进的控制算法，能够在车辆行驶过程中自动调整助力，以适应驾驶员的驾驶习惯和路况变化，从而实现更佳的驾驶体验和燃油效率。据统计，配备先进ECU的EPS系统可以使车辆的燃油消耗降低约5%。

第四章电动助力转向系统的发展趋势及前景

(1)随着汽车工业的快速发展，电动助力转向系统（EPS）正逐渐成为汽车转向系统的主流。未来，EPS系统将朝着集成化、智能化和轻量化的方向发展。集成化意味着EPS系统将与更多的汽车电子系统融合，如车身电子稳定系统（ESP）和自动泊车辅助系统（APA），以提高车辆的操控性和便利性。智能化则体现在EPS系统将具备自适应和预测性转向能力，能够根据驾驶环境