液壓助力循環(huán)球式轉向器的設計

1、摘要汽車是一種性能要求高，負荷變化大的運輸工具。轉向系統(tǒng)作為汽車的關鍵部件之一，更需要了解和掌握。轉向器作為轉向系統(tǒng)中最重要的組成部件，對它進行深入的研究便顯得意義重大。循 環(huán) 球 式 轉 向 器 主 要 由 螺 桿 、 螺 母 、 鋼 球 、 轉 向 器 殼 體 等 組 成 ， 具 有 較 高 的 傳 動 效 率 ， 操 縱 輕 便 ， 磨 損 較 小 ， 使 用 壽 命 長 ， 近 年 來 得 到 廣 泛 使 用 。 根 據 現(xiàn) 用 的 國 家 標 準 并 依 據 輕 型 汽 車 的 循 環(huán) 球 轉 向 器 數(shù) 據 ， 按 照 汽 車 設 計 的 原 則 設 計 一 款 循 環(huán) 球 轉 向

2、 器 ， 完 成 二 維 圖 形 和 零 件 平 面 圖 的 繪 制 ， 使 其 能 夠 滿 足 現(xiàn) 代 轎 車 的 國 家 標 準 要 求 。 關鍵詞: 循環(huán)球；轉向器；設計；分析AbstractAutomobile is a transport machine with high-performance and variable loads. Steering system is one of the key components for vehicles and need to be understood and grasped. As the most important part o

3、f steering system， steering gear need to be studied importantly. Circulating ball-type steering gear contains screw，nut，ball，steering gear housing，etc.It has many Advantages，such as high transmission efficiency，light manipulation，less wear and long service life，so as to be widely used in recent year

4、s.According to current national standards and the ball steering vehicle data of BJ2020，a cycle ball steering is designed by the automotive principles，and some three-dimensional graphics and rendering parts of the plan are completed，so as to meet the national standards of Modern utility vehicle.Key w

5、ords: Circulating ball；Steering gear；Design；Analysis 目錄摘要IAbstractII1 緒論11.1課題背景11.2 汽車轉向器研究的發(fā)展及趨勢11.3 各轉向器系統(tǒng)的結構和特點41.3.1 傳統(tǒng)機械轉向系統(tǒng)41.3.2 液壓助力轉向系統(tǒng)51.3.3 電控液壓助力轉向系統(tǒng)61.3.4 電動助力轉向系統(tǒng)61.3.5 線控轉向系統(tǒng)81.4 研究目的及意義81.5 研究內容和設計方法92 轉向器的設計102.1 轉向系統(tǒng)簡介102.2 循環(huán)球式液壓轉向系結構112.3 液壓助力循環(huán)球轉向器工作原理123 液壓式循環(huán)球動力轉向機構總體設計143.1

6、轉向器設計參數(shù)143.2 轉向器設計要求143.3 循環(huán)球式液壓轉向器結構選型153.4 轉向器計算載荷173.5 轉向器效率計算183.6 轉向器的結構設計與計算193.6.1 螺桿、螺母基本參數(shù)計算193.6.2 齒條齒扇傳動副設計223.6.3 轉閥的設計263.6.4 殼體結構的設計314 零件的強度校核334.1 鋼球與滾道之間的接觸應力334.2 齒的彎曲能力344.3 轉向搖臂軸直徑的確定345結論35致謝36參考文獻37附錄38I1 緒論1.1課題背景隨著社會經濟的進步以及人民生活水平的提高，汽車已經慢慢的走進了人們的生活當中，它從以前簡單的代步工具慢慢升級成為一種生活的品質，

7、人們不再滿足于簡單的行駛，而更關注駕駛樂趣對于汽車的安全性、穩(wěn)定性、操縱性等更高要求。而 人 們 除 了 從 外 觀 及 內 飾 等 反 面 了 解 汽 車 外 ， 最 能 直 接 體 驗 駕 駛 樂 趣 的 就 是 擁 有 一 個 良 好 、 先 進 的 轉 向 系 統(tǒng) ， 一 個 先 進 的 轉 向 系 統(tǒng) 帶 給 駕 駛 者 更 多 的 是 駕 駛 的 樂 趣 而 不 是 負 擔 。 同 時 ， 轉 向 系 又 是 底 盤 的 重 要 組 成 部 分 ， 其 好 壞 優(yōu) 劣 會 直 接 關 系 到 汽 車 的 駕 駛 舒 適 性 ， 安 全 性 和 操 縱 穩(wěn) 定 性 ， 從 而 影 響

8、 人 們 的 生 命 及 財 產 的 安 全 。 同 時 就 我 國 的 國 情 而 言 ， 汽 車 工 業(yè) 己 成 為 我 國 的 支 柱 產 業(yè) ， 為 了 提 高 汽 車 的 產 品 質 量 ， 保 證 汽 車 行 駛 的 安 全 性 ， 操 縱 穩(wěn) 定 性 ， 發(fā) 展 我 國 的 汽 車 工 業(yè) ， 這 就 要 求 汽 車 轉 向 器 綜 合 性 能 就 成 為 汽 車 安 全 性 能 的 一 個 重 要 項 目 。 汽車轉向器屬于對行駛安全影響較大的零部件，在汽車系統(tǒng)中占據了一個重要的位置，其規(guī)模和質量已成為衡量汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要標志之一。在重型汽車、大型客車等載重量較大的汽車中

9、，通常用動力轉向器來操縱汽車行駛方向。動 力 轉 向 系 統(tǒng) 有 著 許 多 傳 統(tǒng) 機 械 式 轉 向 系 統(tǒng) 無 法 比 擬 的 優(yōu) 點 ， 例 如 ： 轉 向 輕 便 靈 敏 ， 回 位 性 能 及 手 感 良 好 ， 極 大 的 減 輕 了 汽 車 駕 駛 員 的 工 作 強 度 ， 特 別 適 用 于 汽 車 在 高 速 行 駛 時 的 轉 向 。 因 此 目 前 國 內 外 生 產 的 汽 車 越 來 越 多 地 配 置 了 動 力 轉 向 系 統(tǒng) 。 而液壓動力轉向器具有無噪聲、靈敏度高、體積小、能夠吸收來自不平路面的壓力等優(yōu)點，因此在現(xiàn)代汽車上得到了十分廣泛的應用。1.2 汽車

10、轉向器研究的發(fā)展及趨勢隨著科學技術的快速發(fā)展和汽車的逐漸普及，人們對汽車的操控性、安全性，穩(wěn)定性等方面的性能已經有了更高一層的要求，對轉向產品的需求也隨著汽車性能的提高而發(fā)生著變化。起初駕駛者們只希望能夠容易地操縱轉向系統(tǒng)，而后則追求在高速行駛時的穩(wěn)定性、舒適性和良好的操作感。在早期的汽車上，轉向機械非常簡單，主要由一級齒輪傳動機構和轉向拉桿等構成。其 基 本 功 能 是 將 駕 駛 員 的 手 動 旋 轉 操 作 轉 變 為 轉 向 拉 桿 的 左 右 移 動 ， 從 而 帶 動 車 輪 轉 動 ， 實 現(xiàn) 汽 車 的 轉 向 ，隨 著 汽 車 技 術 的 進步 又 出 現(xiàn) 了 更 為 復

11、雜 些 的 機 械 式 轉 向 器 ， 這 時 的 轉 向 器 是 通 過 駕 駛 員 轉 動 方 向 盤 ， 并 通 過 一 系 列 的 桿 件 傳 遞 到轉 向 車 輪 上 來 實 現(xiàn) 轉 向 的 ， 而 著 種 傳 統(tǒng) 的 轉 向 器 又 分 為 四 種 形 式 ， 分 別 為 ： 齒 輪 齒 條 式 、 循 環(huán) 球 式 、 蝸 桿 滾 輪 式 、 蝸 桿 指 銷 式 。 其 中 齒 輪 齒 條 式 和 循 環(huán) 球 式 應 用 比 較 廣 泛 ， 在 1 9 2 3 年 ， 美 國 底 特 律 的 亨 利 · 馬 爾 斯 為 了 減 少 蝸 輪 副 和 滾 輪 軸 之 間 的

12、接 觸 摩 擦 力 ， 在 兩 者 之 間 接 觸 處 放 置 滾 珠 支 承 ， 這 就 出 現(xiàn) 了 滾 珠 蝸 輪 轉 向 器 。這種形式的轉向器就成為現(xiàn)在大家所熟知的循環(huán)球式轉向器，它目前仍很廣泛地在汽車上應用。所謂“現(xiàn)代”齒輪齒條式轉向器，是奔馳（Benz）于1885年首先采用的。這種形式的轉向器同樣也使用在1905年的凱迪拉克（Cadillac）和1911一1920年間制造的許多其它形式的汽車上。據了解，在全世界范圍內，汽車循環(huán)球式轉向器占45%左右，有繼續(xù)發(fā)展之勢；齒條齒輪式轉向器在40%左右；蝸桿滾輪式轉向器占10%左右；其它型式的轉向器占5%。所以可以說循環(huán)球式轉向器在穩(wěn)步發(fā)展

13、。而 在 西 歐 小 客 車 中 ， 齒 條 齒 輪 式 轉 向 器 則 有 很 大 發(fā) 展 。 日 本 的 汽 車 轉 向 器 特 點 是 ： 循 環(huán) 球 式 轉 向 器 占 的 比 重 越 來 越 大 ， 日 本 對 于 不 同類 型 發(fā) 動 機 的 各 類 型 汽 車 ， 采 用 不 同 類 型 轉 向 器 ， 在 公 共 汽 車 中 使 用 循 環(huán) 球 式 轉 向 器 ， 由 6 0 年 代 占 總 數(shù) 的 6 2 . 5 % 發(fā) 展 到 現(xiàn) 今 的 1 0 0 % 了 。 在 大 、 小 型 貨 車 中 ， 也 多 數(shù) 采 用 了 循 環(huán) 球 式 轉 向 器 ；齒條齒輪式轉向器有所發(fā)

14、展。20世紀初汽車已經是一個沉重而又高速疾駛的車輛，充氣輪胎代替了實心車輪。由于轉向柱直接與轉向節(jié)連接，所以轉動車輪是很費勁的。即使是一個健壯的駕駛員，要控制轉向仍然是很勞累的事情。因此，汽車常常沖出路外，于是要降低轉向力的問題就變得比較迫切了。為了轉向輕便，工程師設計了在方向盤和轉向節(jié)之間裝置齒輪減速機構。從 那 時 起 ， 轉 向 機 構 一 直 就 是 這 樣 沿 用 下 來 。 汽 車 轉 向 雖 然 采 用 了 轉 向 器 ， 但 對 于 轉 向 的 操 控 仍 非 易 事 。 當 汽 車 重 量 增 大 、 轉 向 費 勁 時 ， 駕 駛 員 需 要 能 有 更 好 的 辦 法 來

15、 解 決 ， 這 才 重 新 推 廣 了 一 種 大 約 已 存 在 了 半 個 多 世 紀 的 動 力 輔 助 轉 向 器 。自 上 世 紀 4 0 年 代 起 ， 為 緩 解 駕 駛 者 的 體 力 負 擔 ， 在 機 械 轉 向 系 統(tǒng) 的 基 礎 增 加 了 液 壓 助 力 系 統(tǒng) 。 它 是 建 立 在 機 械 系 統(tǒng) 的 基 礎 之 上 的 ， 額 外 增 加 了 一 個 液 壓 系 統(tǒng) ， 一 般 有 油 管 、 供 油 裝 置 、 油 泵 、 控 制 閥 、 助 力 裝 置 和 V 形 帶 輪 。 它 工 作 時 低 噪 聲 、 靈 敏 度 高 、 體 積 小 ， 能 夠 吸

16、收 來 自 不 平 路 面 的 沖 擊 力 等 方 面 的 優(yōu) 點 ， 并 且 其 工 作 可 靠 、 技 術 成 熟 ， 至 今 仍 被 廣 泛 應 用 ， 所 以 在 現(xiàn) 在 的 液 壓 助 力 轉 向 系 統(tǒng) 中 ， 實 際 應 用 的 最 多 。 這 個 助 力 轉 向 系 統(tǒng) 最 重 要 的 新 功 能 是 液 力 支 持 轉 向 的 運 動 ， 因 此 可 以 減 少 駕 駛 者 花 費 在 方 向 盤 上 的 力 。隨 著 轎 車 駕 駛 速 度 的 不 斷 加 快 ， 傳 統(tǒng) 的 液 壓 動 力 轉 向 系 統(tǒng) 顯 示 出 一 個 致 命 的 缺 點 ， 即 若 要 保 證 汽

17、 車 在 停 車 或 低 速 掉 頭 時 的 轉 向 輕 便 ， 汽 車 在 高 速 行 駛 時 就 會 感 到 有 “ 發(fā) 飄 ” 的 感 覺 ； 反 之 ， 若 要 保 證 汽 車 在 高 速 行 駛 時 ， 有 操 作 適 度 感 的 話 ， 當 其 要 停 車 或 低 速 掉 頭 時 就 會 覺 得 轉 向 太 重 ， 兩 者 不 可 兼 顧 。 這 是 由 傳 統(tǒng) 液 壓 動 力 轉 向 的 結 構 所 決 定 的 。 由 于 動 力 轉 向 在 轎 車 上 的 日 益 普 及 ， 對 其 性 能 上 的 要 求 已 不 再 是 單 純 的 為 了 減 輕 操 作 強 度 ， 而 是

18、 要 求 其 在 低 速 掉 頭 時 保 證 轉 向 輕 便 性 的 同 時 又 能 保 證 高 速 行 駛 時 的 操 縱 穩(wěn) 定 性 。 近 年 來 ， 隨 著 電 子 技 術 的 不 斷 發(fā) 展 ， 轉 向 系 統(tǒng) 中 愈 來 愈 多 的 采 用 電 子 器 件 。 相 應 的 就 出 現(xiàn) 了 電 液 助 力 轉 向 系 統(tǒng) 。 電 液 助 力 轉 向 可 以 分 為 兩 大 類 ： 電 動 液 壓 助 力 轉 向 系 統(tǒng) E H P S 、 電 控 液 壓 助 力 轉 向 E C H P S 2 。 E H P S 是 在 液 壓 助 力 系 統(tǒng) 的 基 礎 上 發(fā) 展 起 來 的 ，

19、 其 特 點 是 在 原 有 發(fā) 動 機 帶 動 的 液 壓 助 力 泵 改 由 電 機 驅 動 ， 取 代 了 由 發(fā) 動 機 驅 動 的 方 式 ， 節(jié) 省 了 燃 油 損 耗 。 E C H P S 是 在 傳 統(tǒng) 的 液 壓 助 力 轉 向 系 統(tǒng) 的 基 礎 上 增 加 了 電 控 裝 置 構 成 的 。國外研究汽車動力轉向發(fā)展，經過了大量的研究，已成功開發(fā)了電動助力轉向，以及越來越多的成功用于轎車和輕型車。該裝置是優(yōu)于普通動力轉向，以不同的速度可自動調節(jié)方向盤的操作力經由ECU的轉向計算機，在低速時或在發(fā)生車輛，駕駛員只用較小的力就能靈活轉向操作;而在高速行駛時，自動控制和操作力逐

20、漸增加，以實現(xiàn)操縱穩(wěn)定性。當然，在目前的技術水準下它仍然存在某些不足，如助力較小等，目前仍處在發(fā)展階段。和液壓動力轉向器相比，電動轉向器具有許多優(yōu)點，如：效率高，路感好、符合環(huán)保要求等，它是轉向器未來發(fā)展趨勢。2 0 世 紀 末 ， 隨 著 汽 車 技 術 的 不 斷 發(fā) 展 ， 電 子 控 制 技 術也 在 汽 車 上 得 到 逐 步 廣 泛 應 用 。 現(xiàn) 代 汽 車 轉 向 操 縱 系 統(tǒng) 的 主 動 安 全 裝 置 ， 有 電 子 控 制 四 輪 轉 向 系 統(tǒng) 、 電 子 控 制 動 力 轉 向 系 統(tǒng) 等 。電子控制四輪轉向系統(tǒng)（4WS）：傳統(tǒng)的前輪轉向系統(tǒng)。為了使在純滾動所有的車

21、輪，不產生滑動，要求所有的車輪轉向周圍轉圈的瞬時中心，轉動的同時，每個車輪的轉彎半徑是不同的。但實際上，汽車轉向時若僅前輪轉向，車身的前進方向與車身的中心線不一致，由于離心力的作用，將使后輪側偏，導致車輪橫擺。而且車速越高，后輪側偏越大，結果使車輪轉向在高速時的操縱穩(wěn)定性明顯降低。電子控制四輪轉向系統(tǒng)則是在前輪轉向的同時，主動地控制后輪也進行適當轉向（一般最大為50）。后輪相對于前輪的轉向，分為同向轉向(后輪與前輪的轉動方向一致)和逆向轉向（后輪與前輪的轉動方向相反）。由于汽車在拐急彎時，通常以低速行駛，而在直道或較平緩的彎道上時，通常以高速行駛。因此，采用電子控制四輪轉向系統(tǒng)的汽車，電子控制

22、單元(ECU)根據多個傳感器提供的數(shù)據，計算出后輪距目標轉角的差值，再向步進電機發(fā)出指令使后輪偏轉。低速行駛時，依據方向盤的轉角值使后輪逆向轉向，以減小轉彎半徑；中速行駛時，可減少后輪轉動，以減輕轉向操縱的不自然感覺；而在高速行駛時，也能達到后輪同向的轉向，以減少或甚至避免基體偏航，提高操縱穩(wěn)定性。四輪轉向系統(tǒng)自1978年在馬自達·卡配拉轎車上最初試用以來，世界各大汽車公司已分別研究多種四輪轉向裝置，并已批量生產。動 力 轉 向 系 統(tǒng) 越 來 越 多 的 被 采 用 ， 不 僅 在 重 型 汽 車 上 必 須 采 用 ， 在 轎 車 上 采 用 的 也 逐 漸 增 多 ， 就 是

23、在 中 型 汽 車 上 也 逐 漸 推 廣 。 主 要 是 從 減 輕 駕 駛 員 疲 勞 ， 提 高 操 縱 輕 便 性 和 穩(wěn) 定 性 出 發(fā) 。雖然導致更高的成本和復雜的問題，如結構，但由于其明顯的優(yōu)點，還是會得到快速發(fā)展。從國內的角度來看，對于在近年的研究和開發(fā)，EPS迅速發(fā)展，特別是在控制策略的研究中，用不同的控制方法引入ECU中，并不斷完善和改進的實驗和分析，但對優(yōu)化的細節(jié)仍是國外和國內不小的差距，除了吉利汽車，國內至今還沒有自主的EPS，在這之間存在相當大的差距，EPS距離量產還有一段路要走。從發(fā)展趨勢上看，國外整體式轉向器發(fā)展較快而整體式轉向器中轉閥結構是目前發(fā)展的方向。由于動

24、力轉向系統(tǒng)還是新的結構，各個國家的制造商正在組織力量，大力開展實驗研究工作，以提高性能，降低整體體積，降低生產成本，使產品的質量和穩(wěn)定性提升。以便逐步推廣和普及。1.3 各轉向器系統(tǒng)的結構和特點1.3.1 傳統(tǒng)機械轉向系統(tǒng)方向盤運動由駕駛員操作，通過一系桿和操舵方向盤來完成的。機械轉向系統(tǒng)的工作原理如下：在駕駛員的轉向轉矩通過轉向軸施加到方向盤轉向輸入，轉向齒輪減速器在1，2級減速齒輪對，擴增轉向扭矩后和減速運動傳播到拉桿，然后傳遞到固定于轉向節(jié)的轉向節(jié)臂部分，它使支承方向盤偏轉，轉動汽車的方向盤。齒輪齒條，循環(huán)球，蝸輪式，蝸桿類型：純機械轉向系統(tǒng)可以根據轉向的形式來劃分。純機械轉向系統(tǒng)，以便

25、產生所需要的使用大直徑的方向盤的足夠大的轉向轉矩，以由一個較大的空間，整個組織笨拙轉向阻力，尤其是大型重型車輛所占據，轉向是非常困難的實現(xiàn)這一目標大大限制了它的使用。但結構簡單，工作可靠，成本低，當前轉向系統(tǒng)，在某種轉向力不大，處理要求不高農業(yè)用途以外的汽車已很少使用。1.3.2 液壓助力轉向系統(tǒng)組裝機械轉向系統(tǒng)的泊車和低速行駛時駕駛員的轉向操作的負擔過重，要解決這個問題，在美國通用汽車公司的汽車用液壓動力在20世紀50年代，轉向系統(tǒng)的第一家公司。該系統(tǒng)是基于機械系統(tǒng)，附加的液壓系統(tǒng)上。液壓轉向系統(tǒng)包括兩個其它液壓和機械部件，它是電液壓油傳遞介質，產生動力通過機械轉向器以驅動液壓泵，以實現(xiàn)轉向

26、。液壓轉向系統(tǒng)一般包括機械轉向，液壓泵，油管，分配閥，動力缸，泄壓閥和限壓閥，燃料箱和其它部件。為確保系統(tǒng)安全，在液壓泵上裝有限壓閥和溢流閥。其分配閥，轉向和動力缸放置在一個整體，分配閥和小齒輪軸安裝在一起（線軸和齒輪軸垂直排列），以在卷筒一個控制時隙，通過轉向軸軛撥盤動卷軸。轉向軸用銷和閥扭轉彈性相連，扭桿在閥的定位方面發(fā)揮中心作用。在機架的一端配有一個活塞和動力缸位于與橫拉桿左側連接機架之間。當方向盤轉動時，轉向軸（即使未驅動齒輪軸）驅動套管的閥芯的相對運動，以使流體通道改變時，液壓油從所述泵排出，通過流動控制閥的功率的側氣缸，通過拉桿和方向盤偏轉推動活塞從動齒條運動。液壓動力轉向系統(tǒng)是驅

27、動器的所產生，實現(xiàn)了方向盤的汽車發(fā)動機驅動的液壓裝置的控制下。因為液壓轉向可以減少駕駛員手動轉向轉矩，從而改善了汽車的方向盤的敏捷性和操縱穩(wěn)定性。以確?？梢浦残云嚪较虮P樞轉或低時，泵的排量流量當發(fā)動機怠速決定的。啟動汽車，該車是否正在轉彎后，系統(tǒng)必須處于工作狀態(tài)，而且在大位移到更低的轉速，泵輸出需要更多的功率，以便獲得比較大的功率，因此在一定程度上，浪費了發(fā)動機的動力資源。并且轉向系統(tǒng)還存在低溫工作性能差等缺點。1.3.3 電控液壓助力轉向系統(tǒng)由于液壓助力轉向系統(tǒng)無法兼顧車輛低速時的轉向輕便性和高速時的轉向穩(wěn)定性，因此，在1983年日本Koyo公司推出了具備車速感應功能的電控液壓助力轉向系統(tǒng)

28、（EHPS）。EHPS是在液壓助力系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的，在傳統(tǒng)的液壓助力轉向系統(tǒng)的基礎上增設了電控裝置，其特點是原來由發(fā)動機帶動的液壓助力泵改由電機驅動，取代了由發(fā)動機驅動的方式，節(jié)省了燃油消耗；具有失效保護系統(tǒng)，電子元件失靈后仍可依靠原轉向系統(tǒng)安全工作；低速時轉向效果不變，高速時可以自動根據車速逐步減小助力，增大路感，提高車輛行使穩(wěn)定性。電控液壓助力轉向系統(tǒng)是將液壓助力轉向與電子控制技術相結合的機電一體化產品。一般由電氣和機械2部分組成，電氣部分由車速傳感器、轉角傳感器和電控單元ECU組成；機械部分包括齒輪齒條轉向器、控制閥、管路和電動泵。其中電動泵的工作狀態(tài)由電子控制單元根據車輛的行駛速度

29、、轉向角度等信號計算出的最理想狀態(tài)。簡單地說，在低速大轉向時，電子控制單元驅動液壓泵以高速運轉輸出較大功率，使駕駛員打方向省力；汽車在高速行駛時，液壓控制單元驅動液壓泵以較低的速度運轉，在不至于影響高速打轉向的需要的同時，節(jié)省一部分發(fā)動機功率。電控液壓轉向系統(tǒng)的工作原理：在汽車直線行駛時，方向盤不轉動，電動泵以很低的速度運轉，大部分工作油經過轉向閥流回儲油罐，少部分經液控閥然后流回儲油罐；當駕駛員開始轉動方向盤時，ECU根據檢測到的轉角、車速以及電動機轉速的反饋信號等，判斷汽車的轉向狀態(tài)，決定提供助力大小，向驅動單元發(fā)出控制指令，使電動機產生相應的轉速以驅動油泵，進而輸出相應流量和壓力的高壓油

30、。高壓油經轉向控制閥進入齒條上的動力缸，推動活塞以產生適當?shù)闹?，協(xié)助駕駛員進行轉向操作，從而獲得理想的轉向效果。電控液壓助力轉向系統(tǒng)在傳統(tǒng)液壓動力轉向系統(tǒng)的基礎上有了較大的改進，但液壓裝置的存在，使得該系統(tǒng)仍有難以克服如滲油、不便于安裝維修及檢測等問題。電控液壓助力轉向系統(tǒng)是傳統(tǒng)液壓助力轉向系統(tǒng)向電動助力轉向系統(tǒng)的過渡。1.3.4 電動助力轉向系統(tǒng)1988年日本Suzuki公司首先在小型轎車Cervo上配備了Koyo公司研發(fā)的轉向柱助力式電動助力轉向系統(tǒng)。1990年日本Honda公司也在運動型轎車NSX上采用了自主研發(fā)的齒條助力式電動助力轉向系統(tǒng)，從此揭開了電動助力轉向在汽車上應用的歷史。E

31、PS是在EHPS的基礎上發(fā)展起來的，它取消EHPS的液壓油泵、油管、油缸和密封圈等部件，完全依靠電動機通過減速機構直接驅動轉向機構，其結構簡單、零件數(shù)量大大減少、可靠性增強，解決了長期以來一直存在的液壓管路泄漏和效率低下的問題。電動助力轉向系統(tǒng)在本田飛度、思域以及豐田新皇冠、奔馳新A-class等車型上紛紛被采用。電動助力轉向系統(tǒng)的構電動助力轉向系統(tǒng)一般是由轉矩（轉向）傳感器、電子控制單元ECU、電動機、電磁離合器以及減速機構組成。其工作過程為：扭矩傳感器檢測駕駛員打方向盤的扭矩，然后根據這個扭矩給控制單元一個信號。同時控制單元也會收到來自方向盤位置傳感器的信號，這個傳感器一般是和扭矩傳感器裝

32、在一起的（有些傳感器已經將這2個功能集成為一體）。扭矩和方向盤位置信息經過控制單元處理，連同傳入控制單元的車速信號，根據預先設計好的程序產生助力指令。該指令傳到電機，由電機產生扭矩傳到助力機構上去，這里的齒輪機構則起到增大扭矩的作用。這樣，助力扭矩就傳到了轉向柱并最終完成了助力轉向。節(jié)約了能源消耗與傳統(tǒng)的液壓助力轉向系統(tǒng)相比，沒有系統(tǒng)要求的常運轉轉向油泵，且電動機只是在需要轉向時才接通電源，所以動力消耗和燃油消耗均可降到最低。還消除了由于轉向油泵帶來的噪音污染。液壓動力轉向系統(tǒng)需要發(fā)動機帶動液壓油泵，使液壓油不停地流動，再加上存在管流損失等因素，浪費了部分能量。相反EPS僅在需要轉向操作時才需

33、零部件要向電機提供的能量。而且，EPS系統(tǒng)能量的消耗與轉向盤的轉向及當前的車速有關。當轉向盤不轉向時，電機不工作；需要轉向時，電機在控制模塊的作用下開始工作，輸出相應大小及方向的轉矩以產生助動轉向力矩。該系統(tǒng)真正實現(xiàn)了“按需供能”，是真正的“按需供能型”（on-demand）系統(tǒng)，在各種行駛條件下可節(jié)能80%左右。當駕駛員轉動方向盤一角度然后松開時，EPS系統(tǒng)能夠自動調整使車輪回到正中。同時還可利用軟件在最大限度內調整設計參數(shù)以獲得最佳的回正特性。通過靈活的軟件編程，容易得到電機在不同車速及不同車況下的轉矩特性，這些轉矩特性使得該系統(tǒng)能顯著地提高轉向能力，提供了與車輛動態(tài)性能相匹配的轉向回正特

34、性。而在傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)中，要改善這種特性必須改造底盤的機械結構，實現(xiàn)起來很困難。轉向系統(tǒng)是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要因素之一。傳統(tǒng)液壓動力轉向由于不能很好地對助力進行實時調節(jié)與控制，所以協(xié)調轉向力與路感的能力較差，特別是汽車高速行駛時，仍然會提供較大助力，使駕駛員缺乏路感，甚至感覺汽車發(fā)飄，從而影響操縱穩(wěn)定性。但EPS是由電動機提供助力，助力大小由電子控制單元（ECU）根據車速、方向盤輸入扭矩等信號進行實時調節(jié)與控制，可以很好地解決這個矛盾。EPS系統(tǒng)控制單元ECU具有故障自診斷功能，當ECU檢測到某一組件工作異常，如各傳感器、電磁離合器、電動機、電源系統(tǒng)及汽車點火系統(tǒng)等，便會立即控制電磁離合器分離停止助力，轉為手動轉向，按普通轉向控制方式進行工作，確保了行車的安全。1.3.5 線控轉向系統(tǒng)在車輛高速化、駕駛人員大眾化、車流密集