Y12_0603_DC_13_汽車操控性能商務(wù)評(píng)價(jià)訓(xùn)練-文本3 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)解讀

1、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)解讀 一、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與分類電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electric power steering 簡(jiǎn)稱EPS或EPAS) ）是上世紀(jì)90年代后期開始才逐漸應(yīng)用到量產(chǎn)車上的轉(zhuǎn)向技術(shù)，是基于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)而來，只不過助力機(jī)構(gòu)由復(fù)雜的液壓機(jī)構(gòu)變成了依靠電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生助力的系統(tǒng)。圖1 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理示意電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，沒有了液壓泵、儲(chǔ)液罐、液壓管路和轉(zhuǎn)向柱閥體結(jié)構(gòu)，而是由傳感器、控制單元和助力電機(jī)構(gòu)成。在轉(zhuǎn)向柱位置安裝了轉(zhuǎn)矩傳感器，當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器探測(cè)到轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，并將之轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳給控制器，車速傳感器也同時(shí)信號(hào)傳給控制器，控制器運(yùn)算后向電機(jī)輸出

2、適當(dāng)?shù)碾娏?，?qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)將扭矩放大推動(dòng)轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向拉桿運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)助力。其根據(jù)速度可變助力的特性能夠讓方向盤在低速時(shí)更輕盈，而在高速時(shí)更穩(wěn)定。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向根據(jù)作用位置的不同主要有兩種結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)分別是對(duì)轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向拉桿施加助力。對(duì)轉(zhuǎn)向柱施加助力的電動(dòng)助力結(jié)構(gòu)，是將助力電機(jī)（帶有減速機(jī)構(gòu)，起放大扭矩作用）直接接駁在轉(zhuǎn)向柱上，電機(jī)輸出的輔助扭矩直接施加在轉(zhuǎn)向柱上，相當(dāng)于電機(jī)直接幫助我們轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤。圖2 一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式另一種結(jié)構(gòu)是將助力電機(jī)布置在轉(zhuǎn)向機(jī)上，直接作用于轉(zhuǎn)向拉桿，用助力電機(jī)（帶有減速機(jī)構(gòu)，起放大扭矩作用）推動(dòng)拉桿幫助車輪轉(zhuǎn)向，這種結(jié)構(gòu)更加緊湊，并且便于

3、布置，目前使用比較廣泛。而且這種結(jié)構(gòu)相對(duì)第一種結(jié)構(gòu)而言，方向盤轉(zhuǎn)向部分與電機(jī)輔助是相對(duì)獨(dú)立的，路面的信息能夠很好的通過輪胎、齒輪齒條機(jī)構(gòu)回饋至方向盤處，較第一種結(jié)構(gòu)擁有更加清晰的“路感”，更好的兼顧了駕駛樂趣。我們所熟悉的寶馬、奧迪、大眾、通用等品牌使用的都是這種作用方式的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。圖3 一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式 二、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)劣相比液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向有諸多優(yōu)勢(shì)：（1）其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造成本低，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，后期的維護(hù)和保養(yǎng)也更加簡(jiǎn)單。（2）系統(tǒng)損耗低（不會(huì)像液壓助力一樣有助力液損耗），運(yùn)行噪音低，不會(huì)有液壓泵或電子泵運(yùn)轉(zhuǎn)的噪音，提升舒適性（3）同時(shí)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)

4、向有著良好的經(jīng)濟(jì)性，純電能驅(qū)動(dòng)，較機(jī)械液壓助力能耗低。（4）它可與其它電子系統(tǒng)聯(lián)用，有著強(qiáng)大的功能擴(kuò)展性。最基本的是“助力力度隨速可變”，能夠根據(jù)車速傳感器的信息調(diào)節(jié)助力力度大小，滿足車輛高速和低速行駛時(shí)對(duì)助力大小的不同需求，響應(yīng)速度較液壓助力系統(tǒng)更快更直接。在一些高端車型上，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向與其他系統(tǒng)共享總線數(shù)據(jù)，與可變阻尼懸掛、電子穩(wěn)定系統(tǒng)等電子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，提升車輛的操控性能和主動(dòng)安全表現(xiàn)。同時(shí)，伺服式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠依靠電機(jī)非常精確的控制車輛的轉(zhuǎn)向角度，因此，自動(dòng)泊車的功能和車道保持系統(tǒng)自動(dòng)糾正方向的功能（還有一種依靠制動(dòng)實(shí)現(xiàn)方向糾正的方式）才得以實(shí)現(xiàn)。之前電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比較大的問題是

5、可靠性的問題，現(xiàn)在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)已經(jīng)非常成熟。但是電子系統(tǒng)還是要比純機(jī)械結(jié)構(gòu)“嬌氣”一些。尤其是在激烈駕駛情況下，助力電機(jī)容易出現(xiàn)過載，影響助力系統(tǒng)工作，所以很多考慮激烈駕駛工況的性能車型都還在使用液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。其次，就像電子液壓助力系統(tǒng)一樣，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向遇到的仍然是功率的瓶頸問題，對(duì)于目前的大多數(shù)車輛來說，使用的都是12V的電源系統(tǒng)，能夠帶動(dòng)的助力電機(jī)功率有限，雖然可以通過搭配不同的減速機(jī)構(gòu)改變助力電機(jī)的承載能力，適應(yīng)范圍較電子液壓助力更廣，但是改變范圍畢竟有限，對(duì)于轉(zhuǎn)向負(fù)荷較大的大型車輛來說，電動(dòng)助力仍然有些力不從心，只有在搭載高容量電池的混合動(dòng)力車或電動(dòng)車這類車型上上，才能夠有希望匹配大功率的助力轉(zhuǎn)向電機(jī)。在汽車產(chǎn)品環(huán)保、低能耗和智能化的大方向下，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)成為了主流的趨勢(shì)，目前像5系Li、奧迪新A6