一 概述

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自汽車誕生起就開始了一步步的演化，與其他底盤部件相比，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了最多迭代，且還在繼續(xù)。與三十年前的車型相比，二十年前的車型在一個(gè)功能上就有了顯著差異，液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱?a target="_blank">電機(jī)驅(qū)動(dòng)。在過去的十年中，又發(fā)生了另一種這樣的轉(zhuǎn)變，EPS經(jīng)歷了幾次發(fā)展，已經(jīng)成為了ADAS的一部分，不僅是車輛轉(zhuǎn)向的一個(gè)因素，還會(huì)與操控、舒適性、安全性和轉(zhuǎn)向感相關(guān)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)整車來說非常重要，很大程度上影響行車安全以及駕駛操控性。感受一輛車的操控性能，除了動(dòng)力、底盤之外，更加直接的第一感觸往往來自“路感”，也就是車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能好與不好，除了影響車輛操控性能之外，更關(guān)乎車輛的行駛安全。發(fā)展到今天，有了各種普遍使用的形式，汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展過程。傳統(tǒng)純機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)幾乎被替代，由機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS），升級(jí)至電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）之后，由電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）逐步占據(jù)主流。

在現(xiàn)代汽車系統(tǒng)及模塊電子化的趨勢(shì)下，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子化滲透率加速，電子控制執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向逐步占據(jù)主流。

二 定義

汽車行駛中，駕駛員通過操縱轉(zhuǎn)向盤，經(jīng)過一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)向輪在路面上偏轉(zhuǎn)一定的角度來改變其行駛方向，確保汽車穩(wěn)定安全的正常行駛。能使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一整套機(jī)構(gòu)（裝置）稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Steering System)。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向，作用是通過駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，根據(jù)需要改變汽車行駛方向。

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠讓汽車按照駕駛員的意愿改變行駛方向，也能讓駕駛員利用這套機(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向輪受到路面干擾作用自動(dòng)偏轉(zhuǎn)而改變行駛方向時(shí)，使轉(zhuǎn)向輪向相反方向偏轉(zhuǎn)，從而使汽車恢復(fù)原來的行駛方向。毋庸置疑，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車的行駛安全至關(guān)重要。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和之前介紹的制動(dòng)系統(tǒng)，都是保證汽車行駛安全的重要系統(tǒng)。

1.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本要求

（1）良好的操縱性

（2）合適的轉(zhuǎn)向力和位置感

（3）具有回正功能

（4）適當(dāng)?shù)穆犯?/p>

（5）工作可靠

（6）節(jié)能

（7）低噪聲

三?組成(以機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為例)

機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，又稱人力轉(zhuǎn)向系。汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員作用與轉(zhuǎn)向盤上的力，經(jīng)過轉(zhuǎn)向軸（轉(zhuǎn)向柱）傳到轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器將轉(zhuǎn)向力放大后，又通過轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳遞，推動(dòng)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，致使汽車行駛方向改變。汽車的轉(zhuǎn)向，完全由駕駛員所付的操縱力實(shí)現(xiàn)的，操縱較費(fèi)力，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，無法同時(shí)滿足轉(zhuǎn)向輕便和轉(zhuǎn)向靈敏，但其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、路感性好、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，多應(yīng)用于中小型貨車或轎車上。

汽車機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是指不借助外在動(dòng)力，依靠駕駛員操作，以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向動(dòng)力來源，其中所有力學(xué)傳遞結(jié)構(gòu)都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。其主要結(jié)構(gòu)包括方向盤、轉(zhuǎn)向軸、十字萬向節(jié)、中間軸、轉(zhuǎn)向器等，具體下圖所示。

機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖??

在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，通過轉(zhuǎn)向軸將力矩傳遞到轉(zhuǎn)向器，經(jīng)轉(zhuǎn)向器降速增矩后，通過轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向直拉桿傳遞到轉(zhuǎn)向節(jié)臂上，使左轉(zhuǎn)向節(jié)以及與其固定的左轉(zhuǎn)向輪繞主銷進(jìn)行偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，左轉(zhuǎn)向節(jié)及裝于其上的左轉(zhuǎn)向輪發(fā)生偏轉(zhuǎn)會(huì)將運(yùn)動(dòng)通過左轉(zhuǎn)向梯形臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿以及右轉(zhuǎn)向梯形臂的傳遞到右轉(zhuǎn)向節(jié)，使得右轉(zhuǎn)向節(jié)以及與其固定的右轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生相同的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向功能。作為完全依靠人力的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在車輛行駛過程中，人力和機(jī)械雙重動(dòng)作的配合，為保證汽車靈活和穩(wěn)定的形式起到關(guān)鍵作用。?

1.轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向器之間的所有零部件總稱。轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)由方向盤、轉(zhuǎn)向管柱、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向萬向節(jié)、快拆器、快拆軸、軸承座等組成，它的作用是將駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的力傳給轉(zhuǎn)向器。

（1）方向盤

古時(shí)候駕馭馬車要控制好韁繩，現(xiàn)在駕駛汽車就要控制好方向盤。最早期的汽車方向控制是用舵柄來控制，那是連接在方向舵的控制桿?，F(xiàn)在的汽車方向盤，結(jié)合安全氣囊以及各種控制開關(guān)。時(shí)髦的環(huán)形，加上中間的喇叭，還有用來控制定速以及其他功能的開關(guān)。

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方向盤是汽車中非常重要的組成部分，是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必不可少的組件，是每個(gè)人都非常熟悉的，也是我們開車時(shí)所掌握和控制的。因?yàn)樗梢酝ㄟ^最大程度地控制車輪來確保更安全的駕駛，除了不時(shí)操縱的變速桿之外，您的手始終會(huì)放在方向盤上。簡(jiǎn)而言之，方向盤可讓您控制汽車在道路上行駛的方向。過去的方向盤直徑比較大，也相對(duì)較薄，并且主要由硬塑料制成。當(dāng)今的方向盤設(shè)計(jì)很有舒適感，經(jīng)過設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)，可以將方向盤設(shè)計(jì)得很“輕”，方便駕駛員使用，可以很好的握住方向盤。

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▲ Audi steering wheel??

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方向盤的尺寸在駕駛中很重要，因?yàn)槌叽缗c轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤所需的力成反比。這意味著方向盤的直徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤所需的力就越小。相反，方向盤的直徑越小，轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤所需的力就越大。

轉(zhuǎn)向盤包括輪緣、輪輻、輪轂，輪轂細(xì)牙內(nèi)滑花健與轉(zhuǎn)向軸連接。

轉(zhuǎn)向盤上裝有喇叭按鈕，有些轎車的轉(zhuǎn)向盤上還有車速控制開關(guān)和安全氣囊。

轉(zhuǎn)向盤集電環(huán)

轉(zhuǎn)向盤電纜盤

（2）轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱 轉(zhuǎn)向柱管固定在車身上，支承著轉(zhuǎn)向盤；轉(zhuǎn)向軸是連接轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)性；轉(zhuǎn)向軸從轉(zhuǎn)向柱管中穿過，支承在柱管內(nèi)的軸承和襯套上。 轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)向管柱，將方向盤連接到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在車輪附近或車輪中的其余部分。大多數(shù)現(xiàn)代汽車都配有由兩根鋼管組成的伸縮式轉(zhuǎn)向軸，其中一根是實(shí)心的，另一根是空心的。

1）萬向傳動(dòng)裝置（轉(zhuǎn)向萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸）作用：

①?方便布置

②消除安裝誤差和安裝支架變形引起的不利影響

③可以方便的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器等部件的通用化和系列化。

2）吸能機(jī)構(gòu)：彎曲支架式、球式、波紋管式等，使用較多的是彎曲支架式。

①?gòu)澢Ъ苁?/p>

②鋼球滾壓變形轉(zhuǎn)向管柱

③波紋關(guān)吸能式轉(zhuǎn)向管柱

④網(wǎng)絡(luò)式吸能式轉(zhuǎn)向管柱

轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管吸能裝置的基本工作原理是：當(dāng)轉(zhuǎn)向軸受到巨大沖擊而產(chǎn)生軸向位移時(shí)，通過轉(zhuǎn)向柱管或支架產(chǎn)生塑性變形、轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)生錯(cuò)位等方式，吸收沖擊能量。 ①?轉(zhuǎn)向軸錯(cuò)位緩沖：當(dāng)發(fā)生猛烈撞車時(shí)，轉(zhuǎn)向軸上的上、下凸緣盤的銷子和銷孔脫開，緩和沖擊，吸收沖擊能量。

②轉(zhuǎn)向軸錯(cuò)位和支架變形緩沖 轉(zhuǎn)向柱管通過支架和U形金屬板固定在儀表板上。當(dāng)駕駛員身體撞擊轉(zhuǎn)向盤后，轉(zhuǎn)向管柱和支架從儀表板上脫離下來向前移動(dòng)。這時(shí)，一端固定在支架上的U形金屬板就會(huì)產(chǎn)生扭曲變形并吸收沖擊能量。

③轉(zhuǎn)向柱管變形吸收沖擊能量并緩沖?

網(wǎng)格狀或波紋管式轉(zhuǎn)向柱吸能裝置：當(dāng)發(fā)生猛烈撞車導(dǎo)致人體沖撞轉(zhuǎn)向盤時(shí)，網(wǎng)格部分或波紋管部分將被壓縮產(chǎn)生塑性變形，吸收沖擊能量。

3)可調(diào)整的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)-調(diào)整式

伸縮式轉(zhuǎn)向管柱的調(diào)整

2.轉(zhuǎn)向器

轉(zhuǎn)向器(通常也叫轉(zhuǎn)向機(jī))是完成由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng)的一組齒輪機(jī)構(gòu)，同時(shí)也是轉(zhuǎn)向系中的減速傳動(dòng)裝置。轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系的減速傳動(dòng)裝置，一般有1~2個(gè)減速傳動(dòng)副。轉(zhuǎn)向器包括齒輪、齒條、彈簧、調(diào)整螺釘、鎖緊螺母、石墨壓塊、防塵罩及防塵罩支座、軸承、殼體等。

（1）轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)效率

轉(zhuǎn)向器的輸入功率與輸出功率的比值稱為轉(zhuǎn)向器的效率。

轉(zhuǎn)向器的正效率：功率由轉(zhuǎn)向軸輸入，由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（如轉(zhuǎn)向橫拉杠或搖臂）輸出的傳動(dòng)效率；

轉(zhuǎn)向器的逆效率：功率由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸入，由轉(zhuǎn)向輸出的傳動(dòng)效率。

（2）轉(zhuǎn)向器作用

將駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩放大，傳給轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向器的作用是增大由轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向節(jié)的力并改變力的傳遞方向，獲得所要求的擺動(dòng)速度和角度。即減速增扭、改變扭矩方向。

（3）轉(zhuǎn)向器的分類

1）按其作用力的傳遞情況，可分為可逆式、不可逆式和極限式三種。

①可逆式轉(zhuǎn)向器：逆效率很高的轉(zhuǎn)向器，可以將路面阻力完全反饋到轉(zhuǎn)向盤，駕駛員路感好，可以實(shí)現(xiàn)方向盤的自動(dòng)回正，但可能易發(fā)生“打手”現(xiàn)象，常用。

②不可逆轉(zhuǎn)向器：逆效率很低的轉(zhuǎn)向器，讓駕駛員喪失路感，無法根據(jù)路面阻力調(diào)整方向盤轉(zhuǎn)矩；方向盤不會(huì)回正，易磨損，不用。

③極限可逆式轉(zhuǎn)向器：逆效率略高于不可逆式的轉(zhuǎn)向器，可以獲得一定的路感，轉(zhuǎn)向盤可自動(dòng)回正，理想。

現(xiàn)代汽車一般不采用不可逆轉(zhuǎn)向器，大部分采用可逆式轉(zhuǎn)向器，部分越野車輛采用極限可逆式轉(zhuǎn)向器。

2）按結(jié)構(gòu)型式，可分為蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球式和齒輪齒條式三種；循環(huán)球-齒條齒扇式、循環(huán)球曲柄指銷式、齒輪齒條式和蝸桿曲柄指銷式等。從目前使用的普遍程度來看，主要的轉(zhuǎn)向器類型有4種：齒輪齒條式(RP型)、循環(huán)球式(BS型)、蝸桿曲柄指銷式(WP型)、蝸桿滾輪式(WR型)等。

據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占45%左右，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器占40%左右，蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器占10%左右，其它型式的轉(zhuǎn)向器占5%。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器一直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐小客車中，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器有很大的發(fā)展。日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占的比重越來越大，日本裝備不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的各類型汽車，采用不同類型轉(zhuǎn)向器。在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，已由60年代的62.5%，發(fā)展到現(xiàn)今的100%了（蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器在公共汽車上已經(jīng)被淘汰）。大、小型貨車大都采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，但齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器也有所發(fā)展。微型貨車用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占65%，齒條齒輪式占35%。

①齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器(RP型)

齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器是一種最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)向器。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器是利用齒輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒條左右移動(dòng)。

a.組成

如下圖所示轎車轉(zhuǎn)向器主要由轉(zhuǎn)向齒輪、轉(zhuǎn)向齒條、轉(zhuǎn)向器殼、調(diào)整螺釘?shù)冉M成。

彈簧通過轉(zhuǎn)向齒條壓塊將轉(zhuǎn)向齒條壓緊在轉(zhuǎn)向齒輪上，以保證齒輪齒條始終無間隙嚙合，有效地減小轉(zhuǎn)向自由行程，提高操縱靈敏度，而其彈力的大小可由調(diào)整螺釘調(diào)整。

傳動(dòng)副：轉(zhuǎn)向齒輪（主動(dòng)件）、轉(zhuǎn)向齒條（從動(dòng)件）。

彈簧通過墊片、壓塊將齒條壓靠在齒輪上，保證無間隙配合。彈簧預(yù)緊力用調(diào)整螺釘調(diào)節(jié)，螺釘端部起到限位作用，防止跳齒。

轉(zhuǎn)向齒條通過兩點(diǎn)支承在殼體上，橡膠支承套、齒輪齒條嚙合點(diǎn)。

轉(zhuǎn)向器通過兩個(gè)U形支架和橡膠管支承并固定在副車架上，轉(zhuǎn)向齒輪與轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤連接，兩個(gè)轉(zhuǎn)向橫拉桿分別通過球頭銷與轉(zhuǎn)向齒條的兩端相連。

齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的四種結(jié)構(gòu)型式：側(cè)面輸入兩端輸出；中間輸入兩端輸出；側(cè)面輸入中間輸出；側(cè)面輸入一端輸出。

兩端輸出式

中間輸出式

轉(zhuǎn)向拉桿用螺栓固定在轉(zhuǎn)向齒條中部，齒條移動(dòng)帶動(dòng)左右橫拉桿移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

b.特點(diǎn)

它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，質(zhì)量輕、剛度大；轉(zhuǎn)向靈敏，正、逆效率都高，制造容易，成本低廉；省略了轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向直拉桿，使轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，便于布置，而且特別適合于與燭式懸架和麥弗遜式獨(dú)立懸架配用，還可以直接帶動(dòng)橫拉桿，簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；具有結(jié)構(gòu)輕巧，傳力桿件少，維修方便，操縱靈敏等優(yōu)點(diǎn)，目前廣泛用于采用前輪獨(dú)立懸架的輕、微型汽車和中、高級(jí)轎車上，如上海大宗桑塔納、一汽奧迪、天津TJ7100等。

c.工作過程

駕駛員通過轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使轉(zhuǎn)向齒條移動(dòng)，轉(zhuǎn)向齒條通過轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向擺桿和左右橫拉桿，使兩車輪繞主銷偏轉(zhuǎn)。

d.齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)的設(shè)計(jì)

通過上面的介紹已經(jīng)可以得到手力的大小，轉(zhuǎn)向節(jié)臂的位置，斷開點(diǎn)的位置，兩個(gè)斷開點(diǎn)之間的距離就是轉(zhuǎn)向機(jī)的長(zhǎng)度，同時(shí)也限制了轉(zhuǎn)向機(jī)的布置。

通過需要的最小轉(zhuǎn)彎半徑，可以得到齒條的行程，通過方向盤最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以得到齒輪的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，通過齒輪齒條的配合得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)。

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固定方式：通常采用螺栓螺母鏈接到車架。

②循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器(BS型)

循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)型式之一，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器正、逆襲率都很高，故操縱輕便，壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定可靠；但是由于逆襲率很高，導(dǎo)致容易將路面沖擊力傳到方向盤上。

a.組成

循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器一般有兩級(jí)傳動(dòng)副，第一級(jí)是螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)副，第二級(jí)是齒條齒扇傳動(dòng)副或滑塊曲柄銷傳動(dòng)副。為了減少轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦，二者的螺紋并不直接接觸，其間裝有多個(gè)鋼球，以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦。轉(zhuǎn)向螺桿和螺母上都加工出斷面輪廓為兩段或三段不同心圓弧組成的近似半圓的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道，通道中裝入許多鋼球。螺母?jìng)?cè)面有兩對(duì)通孔，可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內(nèi)。轉(zhuǎn)向螺母外有兩根鋼球U形導(dǎo)管，每根導(dǎo)管的兩端分別插入螺母?jìng)?cè)面的一對(duì)通孔中，導(dǎo)管內(nèi)也裝滿了鋼球。這樣，兩根導(dǎo)管和螺母內(nèi)的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨(dú)立的封閉的鋼球"流道"。

解放CA1092所采用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器由螺桿、螺母、齒條、齒扇、外殼等組成。

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b.工作過程

當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向螺桿也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)向螺母，使螺母即沿軸向移動(dòng)。同時(shí)，在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶（摩擦力矩）作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動(dòng)，形成"球流"。鋼球在螺母內(nèi)繞行兩周后，流出螺母進(jìn)入導(dǎo)管，再由導(dǎo)管流回螺母，隨著螺母沿螺桿作軸向移動(dòng)，其齒條帶動(dòng)齒扇運(yùn)動(dòng)，齒扇帶動(dòng)垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使轉(zhuǎn)向垂臂產(chǎn)生擺動(dòng)，通過轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)完成汽車轉(zhuǎn)向。在轉(zhuǎn)向器工作時(shí)，兩列鋼球只是在各自的封閉流道內(nèi)循環(huán)，不會(huì)脫出。

解放CA1040系類輕型載貨汽車循環(huán)球-齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向螺桿支承在兩個(gè)推力角接觸球軸承上，軸承預(yù)緊度用調(diào)整墊片調(diào)整。

c.特點(diǎn)

正傳動(dòng)效率高達(dá)90%~95%，操縱輕便，轉(zhuǎn)向省力；

壽命長(zhǎng)，工作平穩(wěn)可靠；

逆效率也很高，容易打手；

適合用于經(jīng)常在平坦路面上行駛的中、輕型載貨汽車上。

③蝸桿曲柄指銷式(WP型)

蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)副（以轉(zhuǎn)向蝸桿為主動(dòng)件），具有梯形截面螺紋的轉(zhuǎn)向蝸桿支承在轉(zhuǎn)向器殼體兩端的球軸承上，蝸桿與錐形指銷相嚙合，指銷用雙列圓錐滾子軸承支于搖臂軸內(nèi)端的曲柄孔中。當(dāng)轉(zhuǎn)向蝸桿隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，指銷沿蝸桿螺旋槽上下移動(dòng)，并帶動(dòng)曲柄及搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

a.組成

傳動(dòng)副 主動(dòng)件：轉(zhuǎn)向蝸桿 從動(dòng)件：指銷

具有梯形截面螺紋的轉(zhuǎn)向蝸桿支承在轉(zhuǎn)向器殼體兩端的球軸承上，蝸桿與錐形指銷相嚙合，指銷用雙列圓錐滾子軸承支于搖臂軸內(nèi)端的曲柄孔中。

東風(fēng)EQ140型汽車采用的蝸桿雙指銷式轉(zhuǎn)向器，主要由殼體、蝸桿、曲柄、指銷、轉(zhuǎn)向搖臂軸、上蓋、下蓋、調(diào)整螺塞及螺釘?shù)冉M成。

雙指銷式轉(zhuǎn)向器：

每個(gè)指銷承受的載荷小，因此壽命長(zhǎng)

一個(gè)指銷脫離嚙合，另外一個(gè)指銷仍保持嚙合，在采用同樣的蝸桿時(shí)，運(yùn)動(dòng)范圍大，所以當(dāng)行程固定時(shí)蝸桿較短；

對(duì)蝸桿加工精度要求高

b.工作過程

汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，通過轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向軸使蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，嵌于螺桿螺旋槽的錐形指銷一邊自轉(zhuǎn)，一邊繞轉(zhuǎn)向搖臂軸擺動(dòng)，并通過轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使汽車轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。

當(dāng)轉(zhuǎn)向蝸桿隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，指銷沿蝸桿螺旋槽上下移動(dòng)，并帶動(dòng)曲柄及搖臂軸移動(dòng)。

3.轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

從轉(zhuǎn)向器到轉(zhuǎn)向節(jié)之間的所有傳動(dòng)桿件（不含轉(zhuǎn)向節(jié)）總稱為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)等。

轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)（力矩放大）傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，且使二轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車輪與地面的相對(duì)滑動(dòng)盡可能小。

（1）轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成和布置因轉(zhuǎn)向器位置和轉(zhuǎn)向輪懸架類型而異，有非獨(dú)立懸架用轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和獨(dú)立懸架用轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)

1）與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

由轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂和轉(zhuǎn)向梯形等零部件組成，其中轉(zhuǎn)向梯形由梯形臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿和前梁構(gòu)成。

2）與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

為了滿足轉(zhuǎn)向輪獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的需要，轉(zhuǎn)向橋是斷開式的，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須斷開。與獨(dú)立懸架配用的多數(shù)是齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器布置在車身上，轉(zhuǎn)向橫拉桿通過球頭銷與齒條及梯形臂相連。

采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器：搖桿前端固定于車架橫梁中部，后端借球頭銷與轉(zhuǎn)向直拉桿和左右橫拉桿相連，轉(zhuǎn)向橫拉桿通過球頭銷與梯形臂連接。

（2）組成

1）轉(zhuǎn)向搖臂

轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副與直拉桿之間的傳動(dòng)件。

循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器通過轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向直拉桿相連。轉(zhuǎn)向搖臂的大端與轉(zhuǎn)向器搖臂軸采用錐形細(xì)三角花鍵連接，以調(diào)整安裝位置到正確角度、同時(shí)起到壓緊和定位的作用。小端通過球頭銷與轉(zhuǎn)向直拉桿作空間鉸鏈連接。

2）轉(zhuǎn)向直拉桿

轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向節(jié)臂之間的傳動(dòng)桿件，具有傳力和緩沖作用。

球頭銷連接避免空間運(yùn)動(dòng)的干涉，壓縮彈簧補(bǔ)償球頭和座的磨損，保證無間隙配合，彈簧預(yù)緊力用端部螺塞調(diào)整，開口銷固定螺塞位置。

3)拉桿

拉桿是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一部分，其中來自轉(zhuǎn)向器的動(dòng)力或力被傳遞到位于每個(gè)車輪處的轉(zhuǎn)向節(jié)。這種動(dòng)力的有效傳遞是使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的原因。拉桿的長(zhǎng)度也可以調(diào)節(jié)，以便更精確地設(shè)置汽車的對(duì)準(zhǔn)角度。

4)轉(zhuǎn)向中間軸的設(shè)計(jì)

根據(jù)車手的位置，座艙的空間，我們應(yīng)該盡量找到中間軸合適的布置方式。布置前提是在保證安全，可靠的范圍內(nèi)找到最合適的方式，比如單萬向節(jié)，無萬向節(jié)，等速萬向節(jié)等等。

5)轉(zhuǎn)向橫拉桿

轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的底邊，由橫拉桿體和旋裝在兩端的橫拉桿接頭組成。長(zhǎng)度可調(diào)，可用來調(diào)整前輪前束。

上下球頭座用聚甲醛制成，耐磨性好；彈簧保證球頭與球頭座緊密接觸，預(yù)緊力由螺塞調(diào)整；兩接頭用螺紋與橫拉桿體連接，一端為左旋，一端為右旋，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)橫拉桿體，可調(diào)整橫拉桿的長(zhǎng)度，可以調(diào)整前輪前束。

球頭座是剛制的；螺孔切口兩邊無耳孔，用螺栓通過沖壓制成的卡箍夾緊在橫拉桿體上，簡(jiǎn)化接頭的結(jié)構(gòu)和制造工藝。

關(guān)于可調(diào)節(jié)橫拉桿和橫拉桿與轉(zhuǎn)向機(jī)鏈接絞點(diǎn)設(shè)計(jì)與選點(diǎn)

可調(diào)節(jié)橫拉桿的組成：鋼管，調(diào)節(jié)螺母，防松螺母，魚眼軸承，塞打螺栓螺母及螺栓墊片。

通過兩個(gè)一正一反螺紋的魚眼軸承，實(shí)現(xiàn)橫拉桿長(zhǎng)度可調(diào)。

關(guān)于斷開時(shí)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，斷開點(diǎn)的選擇:

一般常用的斷開點(diǎn)選擇方式。

由于我們賽車采用的是獨(dú)立懸架，所以轉(zhuǎn)向梯形采用斷開式轉(zhuǎn)向梯形，其主要優(yōu)點(diǎn)是它與前輪采用的獨(dú)立懸架相配合，能夠保證一側(cè)車輪上、下跳動(dòng)時(shí)不會(huì)影響到另一側(cè)車輪。橫拉桿上斷開點(diǎn)的位置與獨(dú)立懸架形式有關(guān)。采用雙橫臂獨(dú)立懸架時(shí)，常采用圖解法（基于三心定理）確定斷開點(diǎn)的位置。如下圖所示：

a、延長(zhǎng)KBB與KAA，交于立柱AB的瞬心P點(diǎn)，? 由P點(diǎn)作直線PS。S點(diǎn)為轉(zhuǎn)向節(jié)臂球銷中心在懸架桿件(雙橫臂)所在平面上的投影。當(dāng)懸架搖臂的軸線斜置時(shí)，應(yīng)以垂直于搖臂軸的平面作為當(dāng)量平面進(jìn)行投影和運(yùn)動(dòng)分析。

b、延長(zhǎng)直線AB與KAKB，交于QAB點(diǎn)，連PQAB直線。

c、連接S和B點(diǎn)，延長(zhǎng)直線SB。

d、作直線PQBS，使直線PQAB與PQBS間夾角等于直線PKA與PS間的夾角。當(dāng)S點(diǎn)低于A點(diǎn)時(shí)，PQBS線應(yīng)低于PQAB線。

e、延長(zhǎng)PS與QBSKB,相交于D點(diǎn)，此D點(diǎn)便是橫拉桿鉸接點(diǎn)(斷開點(diǎn))的理想位置。

三維空間動(dòng)態(tài)跳動(dòng)確定斷開點(diǎn)：

這一步需要在懸架的基礎(chǔ)上來做這個(gè)轉(zhuǎn)向，懸架的上下擺臂，轉(zhuǎn)向支柱，以及減震器的位置先確定，轉(zhuǎn)向工做才能更好展開的，找轉(zhuǎn)向器的鉸點(diǎn)位置需要懸架的擺臂以及轉(zhuǎn)向支柱的硬點(diǎn)先出來，你才能在懸架的基礎(chǔ)上來尋找這個(gè)鉸點(diǎn)位置。

要避免懸架上下跳過程中中引起的跳動(dòng)轉(zhuǎn)向，你需要用三維來模擬，在懸掛跳動(dòng)的范圍內(nèi)取三個(gè)點(diǎn)，比如說你懸掛跳動(dòng)行程是上跳150，下跳150，你就取懸掛跳動(dòng)為0時(shí)，轉(zhuǎn)向節(jié)臂的鉸點(diǎn)所在位置取一個(gè)點(diǎn)，然后再上跳120時(shí)，再取一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)臂的鉸點(diǎn)，下跳120時(shí)，再取一個(gè)鉸點(diǎn)。通過這三個(gè)點(diǎn)，就能畫出一個(gè)圓，這個(gè)圓的圓心，就是你裝向器與橫拉桿的球頭中心。這樣做出來的裝向器鉸點(diǎn)是比較準(zhǔn)的。要在三維里模擬，二維不太準(zhǔn)，你的主銷有內(nèi)傾和后傾得角度。

這個(gè)梯形底角和轉(zhuǎn)向節(jié)臂的長(zhǎng)度首先你可以在二維里模擬，主要是通過你畫的轉(zhuǎn)向特性曲線來判別是否合理，二維跟三維還是有差別的，二維模擬得出來的梯形底角和你三維校核出來的還是有區(qū)別的，二維只是參考，三維用來校核。

當(dāng)然，這首先需要你給一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)臂的長(zhǎng)度和梯形底角。

6)轉(zhuǎn)向臂 轉(zhuǎn)向臂用于將由轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置產(chǎn)生的來回運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成由轉(zhuǎn)向節(jié)執(zhí)行的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向臂的形狀使得它們有助于車輛更有效地轉(zhuǎn)向，而輪胎不會(huì)撞到任何車輪或轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

轉(zhuǎn)向節(jié)臂設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)向節(jié)臂可以說是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中最重要的部分，轉(zhuǎn)向節(jié)臂的設(shè)計(jì)好壞往往決定了整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的指向性和轉(zhuǎn)向效率。

轉(zhuǎn)向節(jié)臂的設(shè)計(jì)需求和設(shè)計(jì)依據(jù)：

轉(zhuǎn)向節(jié)臂的設(shè)計(jì)需要的數(shù)據(jù)有車重，前后軸配重比，軸距，輪距，輪胎數(shù)據(jù)（輪胎寬度，輪胎類型，接地面積），整車最大重量，主銷傾角，摩擦系數(shù)。

通過最大車重，輪胎接地面積，摩擦系數(shù)，轉(zhuǎn)向機(jī)數(shù)據(jù)，方向盤最大直徑，可以得到不同節(jié)臂長(zhǎng)度（絞點(diǎn)到轉(zhuǎn)向軸線的實(shí)際距離）與不同方向盤直徑的配合，得到合適的方向盤手力，得到較舒適的駕駛感受，

得到轉(zhuǎn)向節(jié)臂的最大受力進(jìn)行靜力學(xué)分析，確保轉(zhuǎn)向節(jié)臂是可靠性。

阿克曼梯形在轉(zhuǎn)向節(jié)臂上的體現(xiàn):

常規(guī)汽車前輪轉(zhuǎn)向阿克曼梯形一般都是通過轉(zhuǎn)向節(jié)臂來實(shí)現(xiàn)的，通過梯形臂狡點(diǎn)與前輪軸線，轉(zhuǎn)向軸線的狡點(diǎn)之間的夾角來實(shí)現(xiàn)阿克曼梯形。

轉(zhuǎn)向節(jié)臂在轉(zhuǎn)向軸線上的布置:

通過懸架得到主銷后傾角，主銷內(nèi)傾角，轉(zhuǎn)向軸線。轉(zhuǎn)向節(jié)臂的布置常規(guī)情況是鏈接到轉(zhuǎn)向軸線上，但是因?yàn)檩嗊吔Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和局限性，常常不能得到理想的布置位置，特別是在前輪獨(dú)立懸架，雙叉臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中很難得到合適的位置，轉(zhuǎn)向節(jié)臂的位置還會(huì)影響后面的橫拉桿，轉(zhuǎn)向機(jī)的位置，所以位置的選擇需要更多的考慮。

7)轉(zhuǎn)向搖臂

轉(zhuǎn)向搖臂是轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副與直拉桿間的傳動(dòng)件。

轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)向橫拉桿、U型叉、轉(zhuǎn)向節(jié)臂。

8)轉(zhuǎn)向梯形的分類：

轉(zhuǎn)向梯形主要分為整體式和斷開式。

整體式轉(zhuǎn)向梯形由：轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向梯形臂、汽車前軸組成，常應(yīng)用于非獨(dú)立懸架的汽車上。這種方案具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整前束容易，制造成本低等優(yōu)點(diǎn);同時(shí)缺點(diǎn)是側(cè)轉(zhuǎn)向輪向上、下跳動(dòng)時(shí)，會(huì)影響另一側(cè)轉(zhuǎn)向輪。

斷開式轉(zhuǎn)向梯形常應(yīng)用于獨(dú)立懸架的汽車上。最主要的優(yōu)點(diǎn)是能配合獨(dú)立懸架，保證兩側(cè)車輪跳動(dòng)而互不影響。轉(zhuǎn)向橫拉桿是斷開的，所以便于布置。但是由于桿系增加，結(jié)構(gòu)變復(fù)雜了。容易產(chǎn)生間隙，降低傳動(dòng)效率。

阿克曼梯形?

阿克曼轉(zhuǎn)角的原理：

阿克曼原理的假設(shè)條件是轉(zhuǎn)向輪定位角度都等于零、行走系統(tǒng)為剛性、汽車行駛過程無側(cè)向力。阿克曼轉(zhuǎn)向特性的基本觀點(diǎn)是車輛在轉(zhuǎn)彎過程中，每個(gè)車輪繞同一個(gè)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保證輪胎與地面間無滑動(dòng)摩擦而處于摩擦力最小的純滾動(dòng)狀態(tài)。對(duì)于兩軸乘用車來說，前輪是轉(zhuǎn)向輪，轉(zhuǎn)彎時(shí)2個(gè)前轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向中心與后軸軸線延長(zhǎng)線相交在一點(diǎn)，即符合阿克曼轉(zhuǎn)向原理。

阿克曼梯形分類：

阿克曼轉(zhuǎn)向梯形（正阿克曼轉(zhuǎn)向梯形）：如圖(a)所示，轉(zhuǎn)向時(shí)，內(nèi)側(cè)輪 轉(zhuǎn)角比外側(cè)輪轉(zhuǎn)角大，兩前輪軸線的交叉點(diǎn)始終在后軸的延長(zhǎng)線上，這個(gè)幾何 關(guān)系保證了所有輪子在沒有滑動(dòng)的情況下自由滾動(dòng)，因?yàn)樗休喿又挥幸粋€(gè)轉(zhuǎn) 向中心。 平行轉(zhuǎn)向梯形：如圖(b)所示，轉(zhuǎn)向時(shí)，兩前輪軸線互相平行，永遠(yuǎn)沒有交 點(diǎn)。 ? 反阿克曼轉(zhuǎn)向梯形 ：如圖(c)所示，轉(zhuǎn)向時(shí)，外側(cè)輪轉(zhuǎn)角比內(nèi)側(cè)輪大，且其 內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角差與阿克曼轉(zhuǎn)向梯形的轉(zhuǎn)角差相等。

對(duì)于側(cè)向加速度較小的車（乘用車），為了減少輪胎的磨損，一般使用阿克曼轉(zhuǎn)向梯形。平行轉(zhuǎn)向梯形主要應(yīng)用于卡車或者客車，而反阿克曼轉(zhuǎn)向梯形，主要應(yīng)用在側(cè)向加速度較大的車（賽車），優(yōu)先發(fā)揮外側(cè)前輪的側(cè)向力。

轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)形式主要有整體式和斷開式，當(dāng)汽車前懸架為非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用整體式轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)，當(dāng)前懸架是獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用斷開式轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)。

對(duì)于整體式轉(zhuǎn)向梯形，直拉桿可位于前軸后或前軸前。如果汽車發(fā)動(dòng)機(jī)位置較低或者車輛采用前輪驅(qū)動(dòng)，一般選擇前置梯形結(jié)構(gòu)。前置梯形結(jié)構(gòu)的梯形臂需向前外側(cè)方向延伸，會(huì)導(dǎo)致與制動(dòng)底板或者車輪產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，所以在空間布置上存在著一定的困難。為防止直拉桿在車輛行駛于不平路面上遭到損傷，故直拉桿的設(shè)計(jì)位置應(yīng)盡可能高些，至少要超過前軸的高度。

對(duì)于斷開式轉(zhuǎn)向梯形，轉(zhuǎn)向特性由內(nèi)、外側(cè)轉(zhuǎn)向輪實(shí)際轉(zhuǎn)角差來衡量，影響最大的參數(shù)是梯形臂布置角，因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)優(yōu)化梯形臂布置角度，以使斷開式轉(zhuǎn)向梯形達(dá)到最佳性能。

4.轉(zhuǎn)向減振器

隨著車速的提高，現(xiàn)代汽車的轉(zhuǎn)向輪有時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺振(轉(zhuǎn)向輪繞主銷軸線往復(fù)擺動(dòng)，以至引起整車車身的振動(dòng))，這不僅影響汽車的穩(wěn)定性，而且還影響汽車的舒適性、加劇前輪輪胎的磨損。在轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中設(shè)置轉(zhuǎn)向減振器是克服轉(zhuǎn)向輪擺振的有效措施。轉(zhuǎn)向減振器的一端與車身(或前橋)鉸接，另一端與轉(zhuǎn)向直拉桿(或轉(zhuǎn)向器)鉸接。

1.連接環(huán)襯套 2.連接環(huán)橡膠套 3.油缸4.壓縮閥總成 5.活塞及活塞桿總成 6.導(dǎo)向座 7.油封 8.擋圈 9.軸套及連接環(huán)總成　10.橡膠儲(chǔ)液缸

四 原理（以機(jī)械式轉(zhuǎn)向系為例）

1.轉(zhuǎn)向系工作原理

（1）轉(zhuǎn)向過程

汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)向盤施加一力矩，該力矩通過轉(zhuǎn)向軸，輸入轉(zhuǎn)向器。經(jīng)過減速增力傳給轉(zhuǎn)向搖臂再通過轉(zhuǎn)向縱拉桿傳給左轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂，使左轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支承的左輪偏轉(zhuǎn)，由于右轉(zhuǎn)向節(jié)與左轉(zhuǎn)向節(jié)之間用左、右梯形臂和橫拉桿連接，故右轉(zhuǎn)向節(jié)及支承的右輪也隨之偏轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，實(shí)現(xiàn)了汽車轉(zhuǎn)向。

（2）轉(zhuǎn)向車輪的運(yùn)動(dòng)

汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，由于車輪再轉(zhuǎn)彎過程中，內(nèi)、外車輪滾動(dòng)的距離不相等，必然會(huì)引起車輪邊滾邊滑動(dòng)的現(xiàn)象，造成加速磨損。

2.轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)參數(shù)

為實(shí)現(xiàn)汽車按照駕駛員的意愿順利完成直線行駛或者轉(zhuǎn)向這一功能，需避免車輪在轉(zhuǎn)向過程中相對(duì)地面產(chǎn)生滑動(dòng)阻力，盡可能保證車輪相對(duì)地面做純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這就需要汽車的各個(gè)車輪均按照自身對(duì)應(yīng)的不同半徑做圓周運(yùn)動(dòng)。 （1）轉(zhuǎn)向中心 為了避免輪胎過快磨損，要求轉(zhuǎn)向系能保證在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，所有車輪均能作純滾動(dòng)而不發(fā)生側(cè)滑，必須使汽車車輪轉(zhuǎn)向軌跡符合一定的規(guī)律，必須使所有車輪的軸線都相交于一點(diǎn)o點(diǎn)，即要使各車輪都只滾動(dòng)不滑動(dòng)，各車輪必須圍繞一個(gè)中心點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，交點(diǎn)o稱為轉(zhuǎn)向中心。如下圖所示。顯然這個(gè)中心要落在后軸中心線的延長(zhǎng)線上，并且左、右前輪也必須以這個(gè)中心點(diǎn)O為圓心而轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)轉(zhuǎn)向中心隨駕駛員操縱的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的變化而改變，因此轉(zhuǎn)向中心也稱為瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心。

轉(zhuǎn)向原理圖

（2）車輪轉(zhuǎn)彎半徑是指：轉(zhuǎn)動(dòng)中心O與外轉(zhuǎn)向輪與地面接觸點(diǎn)的距離，也指從轉(zhuǎn)向中心到轉(zhuǎn)向外輪中心的距離稱為轉(zhuǎn)彎半徑，用R表示。R=L/sinα,在理想情況下，最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin與Rmax的關(guān)系為：

? ? ?當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角α到最大允許轉(zhuǎn)角αmax時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑最小，稱為最小轉(zhuǎn)彎半徑。轉(zhuǎn)彎半徑越小，汽車轉(zhuǎn)向性越好。

只用前軸轉(zhuǎn)向的三軸汽車，由于中、后輪總是平行的，因此不存在理想的轉(zhuǎn)向中心。計(jì)算轉(zhuǎn)向中心時(shí)用一個(gè)與中、后軸線等距的平分線作為假想軸線。

（3）通過圖示可知，轉(zhuǎn)動(dòng)中心O處于后軸中心線的延長(zhǎng)線上，且左、右兩前輪也需圍繞中心點(diǎn)O做圓周運(yùn)動(dòng)，

內(nèi)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角β大于外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角α，左、右前輪偏轉(zhuǎn)角關(guān)系如下：

ctgα=ctgβ+B/L，

B-兩側(cè)主銷中心距離；兩側(cè)主銷軸線與地面相交點(diǎn)的距離；

L-汽車軸距

這個(gè)關(guān)系式是由轉(zhuǎn)向梯形（前軸，左右梯形臂和橫拉桿組成）來保證的。

3.轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比

（1）轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比：轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角增量與轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量之比iω1稱為

轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比iω1，貨車的約為16~32，轎車的約為12~20。

（2）轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比：轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角增量與轉(zhuǎn)向盤所在一側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)角相應(yīng)增量之比iω2稱為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比。iω2的數(shù)值較小，對(duì)于一般汽車而言，iω2大約為1。

（3）轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比：轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)相應(yīng)轉(zhuǎn)角增量之比則為轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比，以iω表示。

4.轉(zhuǎn)向梯形與前展角

（1）前展

汽車轉(zhuǎn)向時(shí)兩轉(zhuǎn)向輪內(nèi)轉(zhuǎn)角β與外轉(zhuǎn)角α之差（β-α）稱為前展。

（2）汽車轉(zhuǎn)向分析

為了產(chǎn)生前展，將轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成梯形。使轉(zhuǎn)向內(nèi)輪與外前輪產(chǎn)生不同的偏轉(zhuǎn)角，實(shí)現(xiàn)車輪的純滾動(dòng)。

5.轉(zhuǎn)向盤的自由行程

（1）定義：轉(zhuǎn)向盤空轉(zhuǎn)階段的角行程，稱為轉(zhuǎn)向盤的自由行程。

（2）產(chǎn)生原因：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中傳動(dòng)件之間存在安裝間隙。在轉(zhuǎn)向開始階段，所施加的轉(zhuǎn)向力矩很小，用來克服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部摩擦，使各傳動(dòng)件開始運(yùn)動(dòng)直到間隙完全消除。

（3）作用：可以緩和路面沖擊，避免駕駛員過分的緊張和疲勞；但過大轉(zhuǎn)向盤自由行程會(huì)降低轉(zhuǎn)向靈敏度。轉(zhuǎn)向盤自用行程比較理想的情況是不超過10°~30°時(shí)必須進(jìn)行調(diào)整。

6. 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、以及電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等都是通過在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原有基礎(chǔ)上增加不同種類動(dòng)力能源來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，因此無論車輛使用的哪種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其最基本的機(jī)械結(jié)構(gòu)依然可歸于機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。下面通過三個(gè)方面淺析轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)。

（1）如何定義轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的核心要素？

整車的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力往往取決于供應(yīng)鏈的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。供應(yīng)商必須根據(jù)整車和系統(tǒng)級(jí)的功能安全需求，完整地定義電機(jī)（產(chǎn)品）的功能安全特性，并從設(shè)計(jì)層面完全規(guī)避可能發(fā)生的失效風(fēng)險(xiǎn)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)直接影響車輛的行車安全，稍不留意就會(huì)釀成重大后果，輕則召回，重則危害生命。鄭州日產(chǎn)日前召回電動(dòng)車共計(jì)3620輛，主要因?yàn)檗D(zhuǎn)向電機(jī)控制器（MCU）軟件BUG問題，出現(xiàn)無轉(zhuǎn)向助力的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致車輛發(fā)生事故，存在安全隱患。問題來了，一款好的轉(zhuǎn)向電機(jī)需要達(dá)到哪些要求？轉(zhuǎn)向電機(jī)是典型的功能安全零件，在設(shè)計(jì)層面，需要規(guī)避主要的安全功能失效模式，例如電機(jī)短路、堵轉(zhuǎn)等，同時(shí)制造商還需擁有資深的功能安全團(tuán)隊(duì)，幫助客戶把系統(tǒng)級(jí)的功能安全要求分解到電機(jī)上，并在電機(jī)層面提供定制化的方案。

從博澤第二代轉(zhuǎn)向電機(jī)來看，性能有較大的提升。首先，博澤通過磁路與氣隙的優(yōu)化提升齒槽轉(zhuǎn)矩，設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立的減震元件，隔開定子和機(jī)殼之間的機(jī)械剛性連接，帶來的直接好處是可以有效隔絕階次噪音和振動(dòng)。此外，電機(jī)的端蓋和機(jī)殼上引進(jìn)全新的激光焊接工藝，保證連接的強(qiáng)度、精度和氣密性。

值得一提的是，相比上一代產(chǎn)品，博澤第二代模塊化電機(jī)，材料使用率降低了20%，成本也有所降低，冗余設(shè)計(jì)更加靈活。實(shí)際上，電機(jī)實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計(jì)并不困難，但難點(diǎn)在于如何更靈活，客戶不管是要雙冗余還是四冗余，都可以很靈活地去實(shí)現(xiàn)，并且在不改變電機(jī)整體架構(gòu)的情況下，改變一個(gè)接線盤就可以。

（2） 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)比確定

1）轉(zhuǎn)向比和轉(zhuǎn)彎半徑

從技術(shù)上講，方向盤的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)向比。通常，目前車輛的轉(zhuǎn)向比范圍在12:1至24:1之間。轉(zhuǎn)向比為12:1意味著方向盤每旋轉(zhuǎn)360°，輪胎就會(huì)旋轉(zhuǎn)12°。重型車輛比輕型車輛具有更高的轉(zhuǎn)向比。在不考慮重量的情況下，動(dòng)力轉(zhuǎn)向的比率低于手動(dòng)轉(zhuǎn)向的比率。EPS系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)在允許可變轉(zhuǎn)向比，在這種情況下，轉(zhuǎn)向使用特殊設(shè)計(jì)的齒輪，中心的齒距（每英寸的齒數(shù)）與外部齒輪的齒距不同。

由于齒輪位于中間位置，這使得車輛在開始轉(zhuǎn)彎時(shí)能夠快速響應(yīng)，并減少做功，尤其是在諸如停車等低速情況下。福特在2016款Edge上推出了與Takata合作開發(fā)的自適應(yīng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用的執(zhí)行器包括在方向盤內(nèi)的電機(jī)和齒輪系統(tǒng)，可以根據(jù)車速更改轉(zhuǎn)向比。

福特表示，自適應(yīng)轉(zhuǎn)向技術(shù)可通過提高和降低高達(dá)30％的轉(zhuǎn)向比來改善高速公路的舒適性和低速機(jī)動(dòng)性。該技術(shù)通過不斷調(diào)節(jié)駕駛員方向盤輸入與前輪旋轉(zhuǎn)之間的比率來提高效率。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)比確定的目的是為了增加轉(zhuǎn)向器的輸出扭矩，減小駕駛員的輸入扭矩，合適的傳動(dòng)比也會(huì)使整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠合理使用有限的空間資源，滿足整車總布置和整車轉(zhuǎn)向性能的需要。

建立轉(zhuǎn)向盤力Fh（N）與轉(zhuǎn)向盤直徑、轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)向垂臂長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)向節(jié)臂長(zhǎng)度的關(guān)系，見式2。

其中，Dsw—轉(zhuǎn)向盤直徑；

iw—轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比；

l1—轉(zhuǎn)向垂臂長(zhǎng)度；

l2—轉(zhuǎn)向節(jié)臂長(zhǎng)度；

MR—原地轉(zhuǎn)向力矩；

在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，考慮到空間布置等因素，可將l1與l2的比值近似為1，根據(jù)式2，在轉(zhuǎn)向力目標(biāo)值、轉(zhuǎn)向力矩一定的基礎(chǔ)上，只需要考慮轉(zhuǎn)向盤直徑以及轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。

（3）?轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置

在車身結(jié)構(gòu)已知的情況下，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置即看成是轉(zhuǎn)向器的空間位置確定。轉(zhuǎn)向器空間位置的確定直接影響到轉(zhuǎn)向垂臂和直拉桿以及轉(zhuǎn)向直拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂之間的夾角，進(jìn)而影響到駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤上力值的大小，因此轉(zhuǎn)向垂臂與轉(zhuǎn)向直拉桿夾角的設(shè)計(jì)非常重要。 下面來看下一些轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)。無論哪種類型的車輛，其轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)都將始終包含3至4個(gè)基本組件，其中可能包括以下內(nèi)容。

?

?

?

?

?

(4）轉(zhuǎn)向不足 當(dāng)您的前輪胎失去對(duì)路面的抓地力，將其一直拖到路邊而不是跟隨彎道的曲率時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種轉(zhuǎn)向。應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)向不足的情況通常包括：如果使用前輪驅(qū)動(dòng)，則釋放汽油；如果使用后輪驅(qū)動(dòng)，則應(yīng)用油門。

（5）轉(zhuǎn)向過度

可以說過度轉(zhuǎn)向與不足轉(zhuǎn)向相反，但是這種轉(zhuǎn)向是由于對(duì)后輪的牽引力降低而發(fā)生的。

（6）反向轉(zhuǎn)向 就像即將發(fā)生轉(zhuǎn)向過度時(shí)一樣。這可以通過在相反方向上轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤來實(shí)現(xiàn)。因此您要右轉(zhuǎn)并遇到轉(zhuǎn)向過度，則需要將方向盤向左旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行補(bǔ)償，以應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)向過度。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是任何現(xiàn)代車輛的重要組成部分。它基本由方向盤，轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱以及轉(zhuǎn)向臂組成，盡管根據(jù)您的車輛所采用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的種類，在系統(tǒng)中添加其他組件并不罕見。轉(zhuǎn)向的功能是確保在方向盤上執(zhí)行的轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)有效地傳遞到汽車的車輪上。在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，齒條齒輪系統(tǒng)已明顯取代了轉(zhuǎn)向臂機(jī)構(gòu)，但仍然需要從整體上學(xué)習(xí)這些機(jī)構(gòu)。

（7）前輪轉(zhuǎn)向

汽車中最常見的轉(zhuǎn)向就是前輪轉(zhuǎn)向，根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同又有：后輪驅(qū)動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向和前輪驅(qū)動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向兩種，其中后輪驅(qū)動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向主要是一些載重車輛，例如貨車就是使用這一配置方式，來自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過傳動(dòng)軸經(jīng)差速器將不同的扭矩分配給左右兩輪，這種配置方式，一方面由于零部件增加造成成本增加，另一方面也會(huì)壓縮車內(nèi)空間和后備箱空間，使乘坐舒適性和實(shí)用性明顯降低。對(duì)于轎車這種底盤較低的車輛來說會(huì)使后排車廂底部有隆起，影響后排乘客的乘坐舒適性，所以很多轎車品牌都采用前輪驅(qū)動(dòng)兼轉(zhuǎn)向的配置方式，既降低了成本又具有節(jié)省車輛空間，提升乘坐舒適性等優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)于前驅(qū)車來說，由于前驅(qū)車的重心靠前后輪又沒有動(dòng)力，在過彎時(shí)車頭較重，受離心力的影響更嚴(yán)重，一旦這種力量達(dá)到輪胎抓地的極限，就會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足，但另一方面前驅(qū)車成本相較更低，其次由于驅(qū)動(dòng)輪承受著發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，可以增加驅(qū)動(dòng)輪的附著力，這對(duì)于在濕滑路面上行駛的汽車將會(huì)有很大的幫助。

對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車來說，分工上就相對(duì)“公平”，后輪負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)，前輪來導(dǎo)向。這個(gè)驅(qū)動(dòng)的形式在爬坡時(shí)會(huì)更好，因抓地力更強(qiáng)（例如在爬坡時(shí)車輛傾斜，根據(jù)受力分析大部分重量都分在后輪上從而增加了附著力），但在路面附著力偏低的時(shí)候，當(dāng)急加速后輪會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)打滑使后輪的抓地力會(huì)迅速下降，從而后輪沒有足夠的橫向抓地力來使車尾保持預(yù)定軌跡行駛，車的尾部沿著圓弧的外切線發(fā)生滑移，這就形成了轉(zhuǎn)向過度。而且后輪驅(qū)動(dòng)成本比較高，但中高級(jí)的轎車基本大都采用后輪驅(qū)動(dòng)。

汽車漂移其實(shí)就是利用了“轉(zhuǎn)向過度”這一特性來完成的。由于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車更容易轉(zhuǎn)向過度，所以，后輪驅(qū)動(dòng)的汽車更容易實(shí)現(xiàn)漂移。很多性能車都采用后驅(qū)就是這個(gè)原因。

?

但當(dāng)車輛以較高速度切彎時(shí)，出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過度情況，ESP的車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)VDC會(huì)進(jìn)行干預(yù)糾正，避免失控打滑或傾倒，例如，彎道中轉(zhuǎn)向不足時(shí)通過對(duì)內(nèi)側(cè)后輪施加制動(dòng)力進(jìn)行修正，而彎道中轉(zhuǎn)向過度則通過對(duì)外側(cè)前輪施加制動(dòng)力進(jìn)行修正。

這也是為什么玩漂移要關(guān)閉ESP的原因。但不管怎樣，對(duì)于前輪轉(zhuǎn)向車輛，在急轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輛都會(huì)出現(xiàn)不同程度的側(cè)傾。

?

??（8）為什么汽車選擇前輪轉(zhuǎn)向？

生活中見到的汽車普遍都是前輪轉(zhuǎn)向，有沒有想過為什么？今天我們站在汽車操作穩(wěn)定性的角度去簡(jiǎn)單理解一下。汽車的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者不感到過分緊張、疲勞的情況下，汽車能遵循駕駛者通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時(shí)，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。

理論分析

進(jìn)行汽車操作穩(wěn)定性分析時(shí)，一般忽略若干因素影響，把汽車簡(jiǎn)化為二自由度的汽車模型，即沿Y軸方向的側(cè)向運(yùn)動(dòng)和繞Z軸的橫擺運(yùn)動(dòng)?？蓞⒖枷聢D的車輛坐標(biāo)系。

將車輛坐標(biāo)系遠(yuǎn)點(diǎn)與汽車質(zhì)心重合，二自由度車輛模型可簡(jiǎn)化為兩輪車模型，如下圖。

此處忽略繁瑣推導(dǎo)（具體內(nèi)容可參考汽車?yán)碚搶I(yè)書籍），直接給出二自由度車輛運(yùn)動(dòng)微分方程式：

一般用穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益（橫擺角速度與前輪轉(zhuǎn)角）來評(píng)價(jià)穩(wěn)態(tài)特性。

穩(wěn)態(tài)時(shí)，車速和橫擺角速度恒定：

帶入車輛運(yùn)動(dòng)微分方程可以算出穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益：

其中，u可近似理解為車速，L為軸距，K為穩(wěn)定性因數(shù)，與車輛參數(shù)有關(guān)。

如下圖，當(dāng)車速非常小時(shí)，側(cè)向加速度接近于0。

此時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑有：

所以可由橫擺角速度增益公式和R=u/wr計(jì)算車輛轉(zhuǎn)彎半徑為：

1）當(dāng)K=0時(shí)，R=R0，車輛轉(zhuǎn)彎半徑不隨車速變化，車輛穩(wěn)定，此種穩(wěn)態(tài)稱為中性轉(zhuǎn)向；

2）當(dāng)K>0時(shí)，R>R0，車輛轉(zhuǎn)彎半徑隨車速增大而增大，車輛穩(wěn)定，此種特性稱為不足轉(zhuǎn)向；

3）當(dāng)K<0時(shí)，R

相同車速下，轉(zhuǎn)彎半徑越小，側(cè)向加速度越大，需要地面提供的側(cè)向力越大，超過路面附著時(shí)就會(huì)發(fā)生側(cè)滑甚至側(cè)翻。

所以，一般車輛應(yīng)具有適當(dāng)?shù)牟蛔戕D(zhuǎn)向特性，保持車輛行駛穩(wěn)定性。

定性理解

通過上面的理論分析，我們知道了車輛操穩(wěn)性與穩(wěn)定性因數(shù)直接相關(guān)，不過這個(gè)穩(wěn)定性因素與車輛質(zhì)量、軸距、前后輪側(cè)偏剛度、質(zhì)心位置等都有關(guān)系，但是這些參數(shù)之間存在耦合關(guān)系，不便于定性分析。所以我們對(duì)上述公式繼續(xù)優(yōu)化。

結(jié)合側(cè)偏力計(jì)算公式：

對(duì)穩(wěn)定性因數(shù)計(jì)算公式進(jìn)一步處理：

式中，α1、α2分別代表前后輪側(cè)偏角?？梢钥闯?，當(dāng)α1>α2時(shí)，車輛趨于不足轉(zhuǎn)向，穩(wěn)定性較好。

如下圖，對(duì)于一般的乘用車，一般前重后輕，即質(zhì)心靠前（a

當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)（轉(zhuǎn)向角為δ），在離心力的作用下，前后輪都會(huì)產(chǎn)生側(cè)偏力（Fy1、Fy2）來克服離心力。有：

Fy1*a*cosδ=Fy2*b

所以

Fy1=Fy2*b/( a*cosδ)

由于aFy2。一般情況下，前輪與后輪側(cè)偏剛度差別不大（k1≈K2），所以α1>α2，車輛具有不足轉(zhuǎn)向特性，如下圖。

假如后輪為轉(zhuǎn)向輪，則有：

Fy1*a=Fy2*b*cosδ

所以

Fy1=Fy2*b*cosδ/a

雖然a

也就是說，如果車輛使用后輪轉(zhuǎn)向，當(dāng)轉(zhuǎn)向角較大時(shí)，車輛可能會(huì)從不足轉(zhuǎn)向特性轉(zhuǎn)化為過度轉(zhuǎn)向特性，車輛轉(zhuǎn)彎半徑隨車速急劇減小，增加了車輛的駕駛難度，操控不好很容易發(fā)生側(cè)滑等失穩(wěn)現(xiàn)象。一般地，前輪側(cè)偏角有利于增加不足轉(zhuǎn)向趨勢(shì)，后輪側(cè)偏角有利于增加過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)，所以汽車一般前輪側(cè)偏角稍大，保證車輛趨于不足轉(zhuǎn)向特性，保證操作穩(wěn)定性。

以上，通過理論分析和定性理解，可以得出結(jié)論：

前輪轉(zhuǎn)向使得車輛趨于不足轉(zhuǎn)向，有利于車輛行駛穩(wěn)定性，而后輪轉(zhuǎn)向汽車，在某些情況下可能會(huì)出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)向特性，在高速行駛時(shí)是非常危險(xiǎn)的，所以一般車輛選擇更加安全的前輪轉(zhuǎn)向。

（9） 結(jié)論

對(duì)汽車各種形式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、工作可靠、成本較低，目前仍然有使用，主要用于一些轉(zhuǎn)向操縱力要求較小、對(duì)操作性能要求比較低的車型上。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)相對(duì)比較成熟，可提供較大的轉(zhuǎn)向操縱助力，在輕卡、重卡等中重型車輛上應(yīng)用較為廣泛。電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)向電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的過渡技術(shù)，當(dāng)前在部分車型仍有使用。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為車輛的標(biāo)配，是目前技術(shù)發(fā)展的主流。在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，對(duì)于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置以及轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)等的優(yōu)化設(shè)計(jì)，將會(huì)有效提升轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能，確保車輛轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性。

五 類型

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要經(jīng)歷了機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)幾個(gè)階段。目前，汽車上常見的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)力源可以分為兩類，即機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，完全靠駕駛員手臂力量操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，借助動(dòng)力來操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱之為動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中以機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最為常見，電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；有的分為液壓電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電子控制轉(zhuǎn)向系包括電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系和電子控制四輪轉(zhuǎn)向系。電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成，優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)向能力快、轉(zhuǎn)向相應(yīng)快、直線行駛穩(wěn)定性好、低速機(jī)動(dòng)性好

1.按助力來源不同，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為液壓助力轉(zhuǎn)向和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS），其中液壓助力轉(zhuǎn)向又可以分為機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向（HPS）和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向（EHPS），其中機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向發(fā)展最早，技術(shù)成熟、成本低廉，普及率高。

2.傳動(dòng)轉(zhuǎn)向系可按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系（電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系、電控轉(zhuǎn)向系），也分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系、液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系和電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系。

3.按汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能源的不同可分為：

機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：以駕駛員的體力為轉(zhuǎn)向能源，其中所有的傳力件都是機(jī)械零件。

動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：兼用駕駛員的體力和發(fā)動(dòng)機(jī)（或電動(dòng)機(jī)）動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源，其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中需要增加動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又分為普通的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電子控制的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可為液壓式電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：在傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和電子控制單元等，和電動(dòng)式電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：在傳動(dòng)機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，電子控制單元控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)矩方向。

4.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

由機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和轉(zhuǎn)向動(dòng)力閥三部分組成。

動(dòng)力轉(zhuǎn)向又稱為助力轉(zhuǎn)向（Power Steering），就是借助外力來幫助駕駛員完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作。將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能（或電能），并在駕駛員控制下，對(duì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或轉(zhuǎn)向器中某一傳動(dòng)件施加輔助作用力，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的一系列裝置。

為了減輕駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱力，現(xiàn)在的汽車基本上都采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向。有了助力，在轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員只需花費(fèi)很小的力氣，就能轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系

?

▲ BMW steering wheel??

統(tǒng)的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。外來的加力裝置可以有效減輕駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤的作用力。由于助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)向輕便和響應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在汽車上廣泛使用。但是，固定助力效果的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有明顯的缺點(diǎn)，雖然這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力效果在車速較低時(shí)能夠起到很好的作用，但是當(dāng)車速不斷升高時(shí)，固定的助力效果會(huì)使轉(zhuǎn)向盤過于靈敏，不利于駕駛者對(duì)方向進(jìn)行控制。基于這種原因，設(shè)計(jì)人員通過電子控制技術(shù)在助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上增加了車速感應(yīng)式轉(zhuǎn)向功能，以實(shí)現(xiàn)車輛低速行駛時(shí)助力力矩大和高速行駛時(shí)助力力矩小的效果，這就出現(xiàn)了電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。有些車型配置的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不是通過感應(yīng)車速來改變助力力矩的大小，而是通過感應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來改變助力力矩的大小，但是這種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用得比較少。隨著人們對(duì)車輛舒適性和安全性要求的不斷提高，目前的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅具有車速感應(yīng)式轉(zhuǎn)向功能，例如有些車型還具有“一般轉(zhuǎn)向模式”和“運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向模式”，并可以在2種轉(zhuǎn)向模式之間自由切換。雖然電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩種，但是其工作過程大致是相同的，轉(zhuǎn)向控制單元根據(jù)車輛的行駛速度和轉(zhuǎn)向角度等輸入信號(hào)計(jì)算出理想的輸出信號(hào)，然后控制電動(dòng)機(jī)輸出適當(dāng)?shù)墓β省?/p>

轉(zhuǎn)向盤力隨汽車運(yùn)動(dòng)狀況而發(fā)生變化的規(guī)律稱為轉(zhuǎn)向盤力特性。汽車轉(zhuǎn)向系應(yīng)具有良好的轉(zhuǎn)向盤特性才能完美地完成控制汽車。轉(zhuǎn)向盤力特性決定于下列因素：轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)比及其變化規(guī)律、轉(zhuǎn)向器效率、動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向盤操作力特性、轉(zhuǎn)向桿系傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)向桿系效率、主銷位置、輪胎、地面附著條件、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、轉(zhuǎn)向柱摩擦阻力以及汽車整體動(dòng)力學(xué)特性等。

（1）系統(tǒng)組成

1)電動(dòng)機(jī)

通常采用免維護(hù)無碳刷式電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)利用電子方式實(shí)現(xiàn)整流，而且沒有碳刷的磨損，因此具有很好的可靠性和較長(zhǎng)的使用壽命。當(dāng)不需要提供轉(zhuǎn)向助力時(shí)，電動(dòng)機(jī)在很小的電流驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣當(dāng)需要較大的轉(zhuǎn)向助力時(shí)，電動(dòng)機(jī)就可以立即提高轉(zhuǎn)速以提供所需要的助力。

2)液壓泵

采用齒輪式液壓泵(下圖)或葉片式液壓泵(下圖)。液壓泵體內(nèi)布置有共鳴室和限壓閥，共鳴室的作用是降低液壓泵的工作噪聲，限壓閥可以將液壓控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)機(jī)械液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓油流動(dòng)。在更換液壓油或更換助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)部件導(dǎo)致空氣進(jìn)入液壓管路時(shí)，電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要執(zhí)行排氣程序，否則會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生噪聲或振動(dòng)。

齒輪式液壓泵

葉片式液壓泵

3)轉(zhuǎn)向角速度傳感器

通常是霍爾式傳感器，內(nèi)置于轉(zhuǎn)向盤內(nèi)或轉(zhuǎn)向機(jī)內(nèi)，持續(xù)監(jiān)控轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，以作為轉(zhuǎn)向控制單元控制助力的參考依據(jù)。例如，當(dāng)車輛高速行駛時(shí)，在車速感應(yīng)式轉(zhuǎn)向功能的作用下，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供的助力作用會(huì)減小，但是行駛中有可能出現(xiàn)需要緊急轉(zhuǎn)向的突發(fā)情況。當(dāng)駕駛者猛打轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向角速度傳感器會(huì)感知這一變化并會(huì)向轉(zhuǎn)向控制單元發(fā)出信號(hào)，轉(zhuǎn)向控制單元控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速提高，助力作用會(huì)瞬間增大，以便車輛順利完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作。在拆卸和安裝轉(zhuǎn)向角速度傳感器時(shí)，應(yīng)注意將轉(zhuǎn)向盤置于正中間位置。

4)轉(zhuǎn)向控制單元

轉(zhuǎn)向控制單元具有接收和處理各個(gè)傳感器信號(hào)、輸出執(zhí)行信號(hào)以及監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)等多種功能。

①轉(zhuǎn)向控制單元接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的車速信號(hào)或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，以及來自轉(zhuǎn)向角速度傳感器的角速度信號(hào)，并計(jì)算出理想的控制電流輸出給電動(dòng)機(jī)，以控制助力力矩的大小和方向。

②當(dāng)系統(tǒng)存在故障時(shí)，轉(zhuǎn)向控制單元會(huì)存儲(chǔ)故障碼并點(diǎn)亮儀表板上的EHPAS警告燈或EPAS警告燈。當(dāng)監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)內(nèi)電動(dòng)機(jī)等部件出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，轉(zhuǎn)向控制單元會(huì)切斷助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，此時(shí)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仍然正常。

③為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)等部件，轉(zhuǎn)向控制單元在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候會(huì)起動(dòng)臨界狀態(tài)控制程序。例如當(dāng)轉(zhuǎn)向機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)至極限位置時(shí)，由于此時(shí)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，所以通過電動(dòng)機(jī)的電流就會(huì)達(dá)到最大值，為了避免持續(xù)大電流導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)和控制單元損壞，所以當(dāng)較大電流連續(xù)通過30s后，轉(zhuǎn)向控制單元就會(huì)控制電流逐漸減小。當(dāng)這種狀態(tài)消失后，轉(zhuǎn)向控制單元就會(huì)根據(jù)需要控制電流逐漸增大，直到達(dá)到正常工作電流值。

（2）動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用

減輕駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱力，提高駕駛舒適性

（3）對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求：

動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只有在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)才提供轉(zhuǎn)向力；

動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的響應(yīng)要迅速；

根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向阻力的不同，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)有不同的輸出力。車速低或路面條件不好時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出力要大，要提供大部分的轉(zhuǎn)向力；車速高時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出力要小，避免駕駛員失去轉(zhuǎn)向路感。

動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)密封要好，避免漏油。

（4）動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型

1）按傳能介質(zhì)不同，普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有氣壓式和液壓式兩種。氣壓式用于氣壓制動(dòng)系得貨車和客車，液壓式應(yīng)用廣泛。

2）按動(dòng)力源可分為如下：

①液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（油泵）

液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于工作壓力和工作靈敏度較高，外廓尺寸較小，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。液壓泵僅在必要時(shí)使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，故可以節(jié)能。不能滿足在不同行駛工況下都有最佳助力作用的要求，高速時(shí)轉(zhuǎn)向不穩(wěn)。在采用氣壓制動(dòng)或空氣懸架的大型車輛上，也有采用氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向向的。但這類動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的共同缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、消耗功率大、容易產(chǎn)生泄露，轉(zhuǎn)向力不易有效控制等。隨著微控制器在汽車上的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱電動(dòng)式EPS。能滿足在不同行駛工況下都有最佳助力作用的要求，簡(jiǎn)言之：低速輕便、高速穩(wěn)定、低速助力多，高速助力少。

②氣壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（壓縮機(jī)）

③電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（發(fā)電機(jī)）

3）按助力轉(zhuǎn)向類型可分為

①電子可變量孔助力轉(zhuǎn)向

電子可變量孔（EVO-Electronic Variable Orifice）動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

②旁通式助力轉(zhuǎn)向

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：旁路油壓調(diào)節(jié)

③反力式助力轉(zhuǎn)向

④電磁式助力轉(zhuǎn)向

⑤電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向

⑥電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向

3）電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS)系統(tǒng)利用直流電動(dòng)機(jī)提供轉(zhuǎn)向動(dòng)力，輔助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作。

相對(duì)于機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)而言，電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

①由于電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用了電動(dòng)機(jī)代替發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械液壓泵，這在一定程度上降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，從而降低了燃油消耗。

②根據(jù)技術(shù)性統(tǒng)計(jì)結(jié)果，車輛在正常行駛時(shí)，在超過85%的行駛時(shí)間內(nèi)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不需要提供助力。電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)在不需要提供助力時(shí)只有很小的電流通過，只有在需要提供助力時(shí)才會(huì)提高通過的電流，這樣可以避免消耗不必要的電能。

③電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有調(diào)校靈活的特點(diǎn)，通過修改轉(zhuǎn)向控制單元內(nèi)存儲(chǔ)的軟件，可以很容易地按照行駛需要設(shè)定或修改轉(zhuǎn)向助力的特性，因此在低速和高速行駛時(shí)都能有良好的助力效果。

④由于采用了轉(zhuǎn)向控制單元，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可以使用故障診斷儀輔助故障的檢修。

根據(jù)其助力機(jī)構(gòu)的不同可以分為：

①電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向（EPHS）系統(tǒng)

液壓泵通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，與發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)械上毫無關(guān)系，助力效果只與轉(zhuǎn)向盤角速度和行駛速度有關(guān)，是典型的可變助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

由ECU提供供油特性，汽車低速行駛時(shí)助力作用大，駕駛員操縱輕便靈活；在高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力作用減弱，駕駛員的操縱力增大，具有明顯的“路感”，既保證轉(zhuǎn)向操縱的舒適性和靈活性，又提高了高速行駛中轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性和安全性。

液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖如下：

電子式液壓助力的結(jié)構(gòu)原理與機(jī)械式液壓助力大體相同，最大的區(qū)別在于提供油壓油泵的驅(qū)動(dòng)方式不同。機(jī)械式液壓助力的液壓泵直接是通過發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)的，而電子式液壓助力采用的是由電力驅(qū)動(dòng)的電子泵。

傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向只能根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的變化提供助力；電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在傳動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝電控系統(tǒng)，使輔助轉(zhuǎn)向力的大小不僅與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角增量（或角速度）有關(guān)，還與車速有關(guān)。

②直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)）/電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)/電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

Electrical Power Steering,EPS,它利用電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力協(xié)助駕車者進(jìn)行轉(zhuǎn)向。由電控單元、電源、助力電機(jī)、轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向傳感器組成，沒有了液壓助力系統(tǒng)的液壓泵、液壓管路、轉(zhuǎn)向柱閥體等結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。

當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，電控單元根據(jù)傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)向力矩及轉(zhuǎn)向速度等參數(shù)，計(jì)算出最佳作用力后，使電機(jī)工作，推動(dòng)轉(zhuǎn)向，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向（EPS或ECPS)系統(tǒng)是根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向情況等對(duì)轉(zhuǎn)向助力實(shí)施控制，使動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在不同的行駛條件下都有最佳的放大賠率：在低速下有較大的放大倍率，可以減輕轉(zhuǎn)向操縱力，使轉(zhuǎn)向輕便、靈活；在高速時(shí)則適當(dāng)減小放大倍率，以穩(wěn)定轉(zhuǎn)向手感，提高高速行駛的操縱穩(wěn)定性。

減小轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱力，減輕駕駛員的疲勞程度，特別是裝用超低壓扁平胎的乘用車更為必要。

根據(jù)車速的高低和行駛條件的變化（靜態(tài)或動(dòng)態(tài)；好路或壞路），提供合適的轉(zhuǎn)向助力，提高汽車行駛的安全性、操縱性、穩(wěn)定性。

電動(dòng)式電動(dòng)轉(zhuǎn)向具有節(jié)能、無需油壓管路系統(tǒng)，并不直接消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率，環(huán)保優(yōu)勢(shì)強(qiáng)、安裝自由度大等優(yōu)點(diǎn)，但電能動(dòng)力不如液壓動(dòng)力大，目前只用于前軸負(fù)荷較小的轎車上。

1、機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）? ?

機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向（Hydraulic Power Steering 液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系）是在傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套液壓轉(zhuǎn)向加力裝置而成的，主要包括齒輪齒條轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)（液壓助力泵、液壓缸、活塞等）兩部分。一般由助力油罐、液壓助力泵、油管、轉(zhuǎn)向控制閥、轉(zhuǎn)向器液壓缸（轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸）和活塞等一套液壓助力裝置構(gòu)成。采用液壓伺服控制方式構(gòu)成的液壓控制系統(tǒng)，主要由V型傳動(dòng)皮帶、壓力流量控制閥體、油管、動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向助力泵（液壓泵）、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸、儲(chǔ)油罐等部件構(gòu)成。如下圖，

▲ 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造圖

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)構(gòu)如下圖所示。

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)部件位置圖??▼

工作原理是當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶帶動(dòng)的液壓泵（油泵）產(chǎn)生高壓油，在控制閥的作用下，高壓油進(jìn)入動(dòng)力缸，油壓推動(dòng)活塞，進(jìn)而產(chǎn)生輔助力推動(dòng)轉(zhuǎn)向拉桿，輔助推動(dòng)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，車輪轉(zhuǎn)向。

轉(zhuǎn)向液壓泵安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上，由曲軸通過皮帶驅(qū)動(dòng)向外輸出油壓，轉(zhuǎn)向油管有進(jìn)、出油管接頭，通過油管分別和轉(zhuǎn)向液壓泵和轉(zhuǎn)向控制閥連接。通過液壓泵加壓油液，實(shí)現(xiàn)利用液壓泵產(chǎn)生的動(dòng)力推動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向器工作，從而達(dá)到轉(zhuǎn)向控制的目的。

利用人力與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能結(jié)合，采用液壓作為動(dòng)力，液壓對(duì)人力的輔助，這時(shí)作用在轉(zhuǎn)向盤的作用力就很小，實(shí)際操作中轉(zhuǎn)向動(dòng)作依舊是通過駕駛員來控制完成，但作用于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的動(dòng)力能源由完全依靠人力改為由動(dòng)力裝置提供，從而減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系操縱輕便，靈活省力，維護(hù)簡(jiǎn)單。目前，在汽車上的應(yīng)用最為廣泛，廣泛應(yīng)用于高速轎車和重型貨車上。

液壓轉(zhuǎn)向助力泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力油壓，經(jīng)控制閥向液壓缸提供一定壓力和流量的工作油液。汽車直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥將轉(zhuǎn)向油泵泵出來的工作液與油罐相通，轉(zhuǎn)向油泵處于卸荷狀態(tài)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向器不起助力作用。向右轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，轉(zhuǎn)向控制閥將轉(zhuǎn)向油泵泵出的工作液與R腔（右腔）接通，將L腔（左腔）與油罐接通，在油壓作用下，活塞向下移動(dòng)，通過傳動(dòng)結(jié)構(gòu)使左右輪向右偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)向。向左轉(zhuǎn)向時(shí)，情況與上述相反。

?

?

▲ 直行 / 右轉(zhuǎn) / 左轉(zhuǎn)?

（1）組成

1）轉(zhuǎn)向柱與轉(zhuǎn)向器安裝圖??▼

①?轉(zhuǎn)向器

轉(zhuǎn)向器分解圖??▼

帶有液壓助力齒輪齒條式的轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)如下圖所示，它是將齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向控制閥設(shè)計(jì)成一體，組成整體式的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。動(dòng)力缸活塞與齒條制成一體，將動(dòng)力缸分成左右兩腔。

動(dòng)力轉(zhuǎn)向缸活塞與轉(zhuǎn)向齒條制成一體，活塞將轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸（即轉(zhuǎn)向器殼體）分成左右兩腔；轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的助力直接作用在齒條上，齒條的動(dòng)力由一端輸出。

?

▲?液壓助力轉(zhuǎn)向器總成

齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的工作原理?

當(dāng)液壓助力齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在沒有液壓輔助的情況下，轉(zhuǎn)向器的工作原理簡(jiǎn)圖如下所示??▼

在轉(zhuǎn)向盤上施加的扭轉(zhuǎn)力，通過中間軸傳遞到轉(zhuǎn)向器主動(dòng)齒輪（轉(zhuǎn)向控制閥齒輪）上，因?yàn)橹鲃?dòng)齒輪輪齒（轉(zhuǎn)向控制閥齒輪輪齒）與齒條輪齒處于嚙合狀態(tài)，將轉(zhuǎn)向盤傳遞來的扭轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成齒條的線形力，使得齒條左右移動(dòng)。線性力傳遞到內(nèi)、外轉(zhuǎn)向橫拉桿，再傳遞到轉(zhuǎn)向節(jié)，轉(zhuǎn)向節(jié)扭轉(zhuǎn)車輪方向。

2）轉(zhuǎn)向油罐和轉(zhuǎn)向油泵是實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向的必備部件。

①?轉(zhuǎn)向油罐

組成：油罐蓋、罐體、過濾裝置、進(jìn)出油口等。

轉(zhuǎn)向油罐的作用是儲(chǔ)存/貯存、濾清并冷卻液壓轉(zhuǎn)向加力裝置（助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）的工作油液（一般是錠子油或透平油）。

②轉(zhuǎn)向油泵

系統(tǒng)的核心部件是機(jī)械液壓泵(下圖)，液壓泵通過傳動(dòng)皮帶由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

機(jī)械液壓泵

動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵分解圖??▼

轉(zhuǎn)向油泵是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的供能裝置，其作用是將輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能輸出。轉(zhuǎn)向油泵的類型：齒輪式、葉片式、轉(zhuǎn)子式、柱塞式等。

流量控制閥的作用：根據(jù)系統(tǒng)中油液的壓力，來調(diào)節(jié)流入轉(zhuǎn)向器中油液的流量，從而對(duì)系統(tǒng)中油液的壓力進(jìn)行調(diào)整，防止系統(tǒng)液壓過高。避免發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高時(shí)，流量過大，導(dǎo)致系統(tǒng)的功率消耗過多和油溫過高。

柱塞下腔通出油腔；柱塞上腔通出油口；出油腔與出油口之間因?yàn)榱靠椎墓?jié)流作用存在壓差。

當(dāng)流量過大時(shí)，出油腔與出油口的壓差增大，流量控制閥上下腔的壓差增加，導(dǎo)致彈簧被壓縮，柱塞上移，將出油腔與進(jìn)油腔接通，系統(tǒng)的流量降低。

安全閥的作用：限制系統(tǒng)的最高壓力，避免轉(zhuǎn)向阻力過大時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的壓力過高會(huì)導(dǎo)致油泵、動(dòng)力缸和管路過載而損壞。

動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵總成的工作原理

動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵常見形式為葉片型，其工作原理如下圖所示?▼

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，經(jīng)傳動(dòng)皮帶傳遞到動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵總成皮帶盤上，并帶動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵總成軸及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。安裝在轉(zhuǎn)子上的葉片，因旋轉(zhuǎn)的離心力作用被甩出，緊貼著泵環(huán)（泵后殼體）內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)，將油壺內(nèi)的轉(zhuǎn)向液吸入泵腔內(nèi)，并且將轉(zhuǎn)向液經(jīng)流量控制閥壓入轉(zhuǎn)向器，給轉(zhuǎn)向器提供液壓助力。

在液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，如車輪的劇烈跳動(dòng)和遇到坑洼路面導(dǎo)致輪胎出現(xiàn)非自主的轉(zhuǎn)向時(shí)，可以通過液壓對(duì)活塞的作用能夠很好的緩沖和吸收震動(dòng)，使傳遞到方向盤上的震動(dòng)大大減少。機(jī)械液壓助力技術(shù)成熟穩(wěn)定，完全機(jī)械結(jié)構(gòu)不依賴電子設(shè)備，可靠性高，路感清晰，方便駕駛員判斷轉(zhuǎn)向角度，因此應(yīng)用十分廣泛。

優(yōu)點(diǎn)：

采用機(jī)械部件連接，操控精準(zhǔn)，路感直接，信息反饋豐富

液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)向動(dòng)力充沛，技術(shù)成熟，可靠性高，平均制造成本低

缺點(diǎn)：

但其缺點(diǎn)也很明顯，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，占用空間大，設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)成本都較高。而且單純的機(jī)械式液壓助力系統(tǒng)助力力度不可調(diào)節(jié)，很難兼顧低速和高速行駛時(shí)對(duì)指向精度的不同需求，更不能滿足自動(dòng)駕駛需求。無論車是否轉(zhuǎn)向，這套系統(tǒng)都要工作，而且在大轉(zhuǎn)向車速較低時(shí)，需要液壓泵輸出更大的功率以獲得比較大的助力。所以，也在一定程度上浪費(fèi)了資源。尤其是低速轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，覺得方向比較沉，發(fā)動(dòng)機(jī)也比較費(fèi)力氣。又由于液壓泵的壓力很大，也比較容易損害助力系統(tǒng)。還有，機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由液壓泵及管路和油缸組成，為保持壓力，不論是否需要轉(zhuǎn)向助力，系統(tǒng)總要處于工作狀態(tài)，能耗較高，這也是耗資源的一個(gè)原因所在。一般經(jīng)濟(jì)型轎車使用機(jī)械液壓助力系統(tǒng)的比較多。? ? ??

低速大轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)彎時(shí)比較沉

依靠發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)油泵，能耗比較高

液壓系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，油路經(jīng)常保持高壓狀態(tài)，使用壽命受到影響。

傳統(tǒng)的機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向（HPS）會(huì)消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率，液壓泵轉(zhuǎn)子與液壓油之間的損耗會(huì)產(chǎn)生很大的能量損失，即使液壓泵在不轉(zhuǎn)向時(shí)也會(huì)消耗能量。而且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泵、管路、液壓缸等都需要定期維護(hù)保養(yǎng)，因此目前在小型轎車中已開始慢慢被淘汰。?

3）轉(zhuǎn)向控制閥

轉(zhuǎn)向控制閥結(jié)構(gòu)：扭桿用銷2與轉(zhuǎn)向齒輪連接，用銷7與閥芯連接，閥芯與轉(zhuǎn)向軸末端固定在一起，因而轉(zhuǎn)向軸通過扭桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

轉(zhuǎn)向控制閥結(jié)構(gòu)如下圖所示?▼

轉(zhuǎn)向控制閥按結(jié)構(gòu)分為：

①滑閥式轉(zhuǎn)向控制閥

閥體沿軸向移動(dòng)來控制油液流量的轉(zhuǎn)向控制閥，簡(jiǎn)稱滑閥。

特點(diǎn)：滑閥式轉(zhuǎn)向控制閥靠閥體的移動(dòng)控制油液流量。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，布置方便，需要較大的軸向安裝和運(yùn)動(dòng)空間。

②轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥

閥體繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)來控制油液流量的轉(zhuǎn)向控制閥，簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)閥。

轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)：4個(gè)連通的進(jìn)油通道A；4個(gè)通道B、C與動(dòng)力缸的左右腔相連；4個(gè)回油道D;中空閥體與儲(chǔ)油罐相連。

當(dāng)閥體順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度會(huì)發(fā)生什么情況？

特點(diǎn)：轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥靠閥體的轉(zhuǎn)動(dòng)控制油液流量。靈敏度高，密封件少，體積小，結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，加工要求精度高，目前得到廣發(fā)應(yīng)用。

轉(zhuǎn)向控制閥原理：

首先位于轉(zhuǎn)向機(jī)上的機(jī)械閥體（可隨轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)動(dòng)），在方向盤沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，閥體保持原位，轉(zhuǎn)向控制閥處于中間位置，來自動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵總成的油液從轉(zhuǎn)向控制閥進(jìn)油口流入閥腔；由于轉(zhuǎn)向控制閥處于中間位置，使動(dòng)力缸左右兩腔相通，油液從轉(zhuǎn)向控制閥出油口流回到油壺，活塞兩側(cè)的油壓相同，處于平衡狀態(tài)，因此液壓助力就不起作用。??

控制閥位于中間▼

當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥就會(huì)相應(yīng)的打開或關(guān)閉，一側(cè)油液不經(jīng)過液壓缸而直接回流至儲(chǔ)油罐，另一側(cè)油液繼續(xù)注入液壓缸內(nèi)，這樣活塞兩側(cè)就會(huì)產(chǎn)生壓差而被推動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生輔助力推動(dòng)轉(zhuǎn)向拉桿，使轉(zhuǎn)向更加輕松。

控制閥左轉(zhuǎn)??▼

控制閥右轉(zhuǎn)??▼

當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向軸連同轉(zhuǎn)向控制閥閥芯一起轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)槭艿睫D(zhuǎn)向節(jié)臂傳來的路面轉(zhuǎn)向阻力，動(dòng)力缸活塞和齒條暫時(shí)都不能運(yùn)動(dòng)，所以轉(zhuǎn)向控制閥齒輪也暫時(shí)不能和轉(zhuǎn)向軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，由轉(zhuǎn)向軸傳到轉(zhuǎn)向控制閥齒輪的轉(zhuǎn)矩只能使轉(zhuǎn)向控制閥內(nèi)的扭桿產(chǎn)生少許扭轉(zhuǎn)變形，使轉(zhuǎn)向軸連同轉(zhuǎn)向控制閥閥芯得以相對(duì)轉(zhuǎn)向控制閥齒輪產(chǎn)生不大的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而轉(zhuǎn)向控制閥使動(dòng)力缸的一側(cè)腔成為高壓的進(jìn)油腔，另一側(cè)腔則成為低壓的回油腔。作用在動(dòng)力缸活塞上的高液壓作用力幫助轉(zhuǎn)向控制閥齒輪迫使轉(zhuǎn)向齒條向一側(cè)移動(dòng)。同時(shí)轉(zhuǎn)向控制閥齒輪本身也開始與轉(zhuǎn)向軸同向轉(zhuǎn)動(dòng)。

只要轉(zhuǎn)向盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，扭桿的扭轉(zhuǎn)變形便一直保持不變，轉(zhuǎn)向控制閥的助力作用也不變。一旦轉(zhuǎn)向盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力缸的一側(cè)腔內(nèi)的高液壓作用力暫時(shí)還繼續(xù)存在，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向控制閥齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使扭桿的變形減小，直到扭桿恢復(fù)到自然狀態(tài)。轉(zhuǎn)向控制閥恢復(fù)到中間位置，動(dòng)力缸左右兩側(cè)相通，使液壓助力不起作用。此時(shí)，轉(zhuǎn)向盤即停駐在某一位置上而不動(dòng)，則車輪轉(zhuǎn)角保持一定。若再轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，液壓助力又起作用。

動(dòng)力缸活塞所受的液壓力轉(zhuǎn)換成線形力，幫助齒條左右移動(dòng)，通過轉(zhuǎn)向橫拉桿，推動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)及車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。?

（2）分類

1）常壓式 VS 常流式

對(duì)于普通液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按系統(tǒng)內(nèi)部的壓力狀態(tài)分為常壓式和常流式兩種。

根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)液流方式的不同，液壓轉(zhuǎn)向加力裝置有常壓式和常流式兩種。

常壓式液壓系統(tǒng)中總是保持高壓；常流式只有轉(zhuǎn)向時(shí)，液壓系統(tǒng)才有壓力。

①常壓式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

組成：油罐、油泵、儲(chǔ)能器、控制閥、動(dòng)力缸等。系統(tǒng)工作管路中總是保持高壓。不轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)，只要轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)就給轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸供壓力，轉(zhuǎn)向控制閥殼體與車輪有連接關(guān)系，殼體與閥同向運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)迅速。

下圖為常壓式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置的工作原理圖，在方向盤保持中立位置時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥經(jīng)常處于關(guān)閉位置。液壓泵輸出的壓力油充入儲(chǔ)能器中，當(dāng)儲(chǔ)能器壓力增長(zhǎng)到規(guī)定值后，液壓泵即自動(dòng)卸荷空轉(zhuǎn)，從而儲(chǔ)能器壓力得以限制在該規(guī)定值以下。轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)入工作位置。此時(shí)儲(chǔ)能器中的液壓油流入轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸，加力于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上。

常壓式的特點(diǎn)是無論方向盤處于中立位置還是轉(zhuǎn)向位置、保持靜止還是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，液壓系統(tǒng)工作管路中總是保持高壓。

▲ 常壓式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置工作原理圖

優(yōu)點(diǎn)：

常壓式由于有儲(chǔ)能器積蓄液壓能，可以在液壓泵不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下保持一定的轉(zhuǎn)向加力能力，使汽車有可能續(xù)駛一定距離。這一點(diǎn)對(duì)重型汽車而言尤為重要。

系統(tǒng)中一直存在高油壓，響應(yīng)快。用儲(chǔ)能器積蓄液壓能量，可以使用較小的油泵；在油泵不運(yùn)轉(zhuǎn)情況下可以保持一定的轉(zhuǎn)向加力能力，使汽車有可能續(xù)駛一定距離。

缺點(diǎn)：容易引起壓力漏油；油泵總要保持系統(tǒng)的壓力，會(huì)降低油泵的壽命；儲(chǔ)能器占用一定的空間；燃油消耗率高；

應(yīng)用：目前只有少數(shù)重型汽車采用常壓式轉(zhuǎn)向加力裝置。

②常流式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

常流式系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵雖然始終工作，但液壓助力系統(tǒng)不工作時(shí)，油泵處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。不轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸活塞兩邊的工作腔都與低壓回油管相通而不起作用，液壓泵實(shí)際上處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥處于與某一轉(zhuǎn)彎方向相應(yīng)的工作位置，轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的相應(yīng)工作腔與回油管路隔絕，與液壓泵輸出管路相通，而動(dòng)力缸的另一腔則仍然通回油管路。轉(zhuǎn)向盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，轉(zhuǎn)向控制閥隨即回復(fù)到中立位置，使動(dòng)力缸停止工作。

▲?常流式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置工作原理圖

常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，液壓泵（油泵）使用壽命較長(zhǎng)，泄漏較少，消耗功率也較小。

缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)向后才建立系統(tǒng)壓力，響應(yīng)慢；為提高相應(yīng)的速度需要使用較大的油泵；

應(yīng)用：常流式轉(zhuǎn)向加力裝置則廣泛應(yīng)用于各種汽車。

2）按機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向控制閥和動(dòng)力缸的三者的組合及相對(duì)位置關(guān)系，分為三種

①整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器；

齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和轉(zhuǎn)向控制閥制成一體。

汽車直線行駛時(shí)：轉(zhuǎn)向閥處于中立位置，使動(dòng)力缸左右兩腔相通，輸入閥體的油液經(jīng)回油管路流回轉(zhuǎn)向油罐。（常流式轉(zhuǎn)向閥）

②半整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器；

③轉(zhuǎn)向加力器

常流式轉(zhuǎn)向加力裝置結(jié)構(gòu)布置方案圖

常壓式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置方案示意圖

液壓助力轉(zhuǎn)向（HPS）系統(tǒng)缺點(diǎn)

不管是否轉(zhuǎn)向，油泵始終處于工作狀態(tài)；

油泵供油量一般根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)能使動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)向助力所需的供油量確定，轉(zhuǎn)速越高，供油量越大，而實(shí)際上動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所要求的供油量應(yīng)該使隨著轉(zhuǎn)速的升高保持不變或下降；

結(jié)構(gòu)復(fù)雜

功率消耗大

泄漏

2、電控（電子）液壓（電液）助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）

液壓助力轉(zhuǎn)向除了上面介紹的機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向，還有電子液壓助力轉(zhuǎn)向（Electro-Hydraulic Power Steering），主要由儲(chǔ)油罐（助力油儲(chǔ)液罐）、轉(zhuǎn)向控制單元（控制器）、電動(dòng)泵（電動(dòng)機(jī)/齒輪泵/液壓泵）、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)向機(jī)）、EPS警告燈以及和助力轉(zhuǎn)向傳感器（轉(zhuǎn)向角速度傳感器）等構(gòu)成。

▲?電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造圖

電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（1）組成

液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向電子控制系統(tǒng)由電子控制系統(tǒng)（ECU)、液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)三部分組成。

1）車速傳感器

2）電磁閥

電磁閥工作狀態(tài)

a）車速低：電流大，開度大

b）車速高：電流小，開度小

電磁閥工作特性曲線

a)電磁線圈的電流與車速的關(guān)系

b)閥的開度（節(jié)流面積）與電磁線圈電流的關(guān)系

3）分流閥

結(jié)構(gòu)

4）電子控制器（ECU）

5）齒輪泵（液壓泵）?

齒輪泵為電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供液壓助力，齒輪泵由小慣量、內(nèi)轉(zhuǎn)子、三相無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電源來自汽車12V蓄電池。

▲ 帶電動(dòng)機(jī)的齒輪泵（液壓泵）?

（2）原理

其原理與機(jī)械液壓助力基本相同，轉(zhuǎn)向機(jī)結(jié)構(gòu)與液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)相同，最大的區(qū)別在于提供油壓油泵的驅(qū)動(dòng)方式不同，機(jī)械式液壓助力的液壓泵是直接通過發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)的，電子式液壓助力采用的是由電力驅(qū)動(dòng)的電子泵，是傳統(tǒng)中由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的液壓泵改為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；同時(shí)引入了電控裝置，在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了傳感器、轉(zhuǎn)向控制單元等，利用ECU檢測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)向角度，可隨速度調(diào)節(jié)助力力度，由電力驅(qū)動(dòng)電子泵對(duì)液壓缸施力。輪速傳感器的運(yùn)用將車速引入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向控制單元根據(jù)不同的行車狀態(tài)來控制電動(dòng)機(jī)，從而控制電動(dòng)液壓泵的輸出來達(dá)到控制整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)作的目的。?其中儲(chǔ)油罐、齒輪泵（液壓泵）、電機(jī)、轉(zhuǎn)向控制單元集成一體，通過CAN與整車中央控制單元總線交換必要信息數(shù)據(jù)，電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制單元，利用對(duì)車速傳感器、轉(zhuǎn)向角度傳感器等傳感器的信息處理，可以通過改變電子泵的流量來改變轉(zhuǎn)向助力的力度大小。

1）工作原理

電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(下圖)中的電動(dòng)液壓泵工作，通過液壓油為轉(zhuǎn)向機(jī)提供助力。

電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作過程

電控單元根據(jù)車速調(diào)節(jié)作用在轉(zhuǎn)向盤上的阻力，通過控制轉(zhuǎn)向控制閥的開啟程度來改變液壓助力系統(tǒng)輔助力的大小，從而實(shí)現(xiàn)輔助轉(zhuǎn)向力隨車速而變化的助力特性。

2）控制系統(tǒng)流程

控制策略：電樞電壓->電機(jī)轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩->供油量->助力

（3）分類

從廣泛意義上講，電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩種。一種是為了實(shí)現(xiàn)車速感應(yīng)式轉(zhuǎn)向功能，而在機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了控制液體流量的電磁閥、車速傳感器以及轉(zhuǎn)向控制單元等，轉(zhuǎn)向控制單元根據(jù)車速信號(hào)控制電磁閥，從而通過控制液體流量實(shí)現(xiàn)了助力作用隨車速的變化。另一種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵(下圖)代替了機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的機(jī)械液壓泵，

而且增加了車速傳感器、轉(zhuǎn)向角速度傳感器(下圖)以及轉(zhuǎn)向控制單元等部件。

?

從性能上講，采用電動(dòng)液壓泵的電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有更好的性能。

液壓式電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

液壓式EPS是在普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了控制液體流量的電磁閥、 車速傳感器和電控單元，EPS ECU根據(jù)車速信號(hào)控制電磁閥，使動(dòng)力轉(zhuǎn)向的助力程度實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，從而滿足汽車在不同速度下的不同轉(zhuǎn)向助力需求，按控制方式不同，液壓式EPS又分旁通流量控制式EPS、反作用力控制式EPS和電磁閥靈敏度控制式EPS三類。

１）旁通流量控制式EPS

在普通液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增設(shè)旁通流量控制閥、車速傳感器、轉(zhuǎn)向盤角度傳感器、控制開關(guān)和電控單元等元件。主要由車速傳感器、電磁閥、整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥、動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓泵和電子控制單元（EPS ECU）等著成。當(dāng)車速很低時(shí)， EPS ECU輸出的脈沖控制信號(hào)占空比很小，通過電磁閥線圈的平均電流很小，電磁閥閥芯開啟程度也很小，旁路液壓油流量小，液壓助力作用大，使轉(zhuǎn)向盤操縱輕便。當(dāng)車速提高時(shí)，EPS ECU輸出的脈沖控制信號(hào)占空比很大，使電磁線圈的平均電流增大，電磁閥閥芯的開啟程度增大，旁路液壓油流量增大，從而使液壓助力作用力減小，以提高操縱穩(wěn)定性。典型流量控制使EPS如下圖，

流量控制式EPS的結(jié)構(gòu)詳見下圖

①?流量控制式EPS的工作原理

EPS ECU 根據(jù)車速信號(hào)調(diào)節(jié)動(dòng)力缸供油量，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向助力大小的控制。

在轉(zhuǎn)向泵與轉(zhuǎn)向器本體之間設(shè)有旁通管路和旁通流量控制閥。按照車速傳感器7、轉(zhuǎn)向角速度傳感器4及控制開關(guān)9的信號(hào)，EPS ECU8向電磁線圈3發(fā)出控制信號(hào)，控制旁通流量控制閥2的旁通流量，從而調(diào)整轉(zhuǎn)向器5的供油量。當(dāng)車速高速行駛時(shí)，其旁通流量減少，動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制的靈敏度下降，故轉(zhuǎn)向助力作用也相應(yīng)降低，以滿足高速時(shí)增強(qiáng)轉(zhuǎn)向盤手感的需求。低速行駛時(shí)，其旁通流量增加，助力作用增強(qiáng)。

a.旁通流量控制閥的結(jié)構(gòu)組成?

閥體內(nèi)裝有主滑閥1和穩(wěn)定滑閥2。主滑閥右端與電磁線圈柱塞3連接，主滑閥移動(dòng)量與電磁線圈推力成正比，從而改變其左端流量主孔6的流通體積，并可通過調(diào)節(jié)螺釘4來調(diào)節(jié)旁通流量的大小。穩(wěn)壓滑閥的功能使保持流量主孔6前后壓差的穩(wěn)定，以使旁通流量與流量主孔的開口面積成正比。

b.穩(wěn)壓滑閥工作原理

當(dāng)轉(zhuǎn)向負(fù)荷變化使流量主孔前后壓差偏離設(shè)定值時(shí)，穩(wěn)壓滑閥閥芯將在其左側(cè)彈簧力和右側(cè)高壓油壓作用下移動(dòng)：如主滑閥壓差大于設(shè)定值，則閥芯左移，使節(jié)流孔面積減小，流入主滑閥內(nèi)的流量減小，主滑閥前后壓差減??；反之，若壓差小于設(shè)定值，則穩(wěn)壓閥閥芯右移，使節(jié)流孔面積增大，流入主滑閥內(nèi)的流量增加，主滑閥前后壓差增大，故流量主孔前后壓差穩(wěn)定，保證旁通流量?jī)H與主滑閥控制流量主孔開口面積相關(guān)。

流量控制式EPS的優(yōu)點(diǎn)是在原液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)油量控制功能，故其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 成本低廉。但當(dāng)流向動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)油量降低到極限值時(shí)，由于快速轉(zhuǎn)向會(huì)產(chǎn)生壓力不足和響應(yīng)速度慢的缺陷，故使其應(yīng)用范圍受限。

液壓式EPS由于工作壓力和工作靈敏度較高、 尺寸較小而獲得廣泛應(yīng)用，但其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 功耗較大、 容易產(chǎn)生泄漏、 轉(zhuǎn)向助力不易有效控制等。

2）反作用力控制式EPS

主要由轉(zhuǎn)向控制閥、分流閥、電磁閥、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向液壓泵、儲(chǔ)油箱、車速傳感器及電子控制單元(ECU)等組成。典型反作用控制式EPS如下圖，

①當(dāng)汽車停車與低速狀態(tài)時(shí)，車速傳感器將反映停車與低速狀態(tài)的速度信號(hào)輸送給ECU，ECU向電磁閥提供大的通電電流，導(dǎo)致電磁閥的導(dǎo)通面積變大，從而經(jīng)分流閥分流的壓力重新回到儲(chǔ)油箱。所以作用與柱塞的背壓（油壓反作用力室壓力）降低，于是柱塞推動(dòng)控制閥軸的力變小，轉(zhuǎn)向盤回程力可在扭力桿上產(chǎn)生較大力矩?；剞D(zhuǎn)閥被固定在小齒輪軸上，控制閥隨扭力桿扭轉(zhuǎn)作用相應(yīng)回轉(zhuǎn)，使兩閥油孔連通。轉(zhuǎn)向油泵油壓作用與動(dòng)力缸的右室（或左室），動(dòng)力活塞向左（或向右）運(yùn)動(dòng)，從而增加了轉(zhuǎn)向操縱力。

②當(dāng)汽車處于中高速直線行駛狀態(tài)時(shí)，直線行駛轉(zhuǎn)向角小，扭力桿的相對(duì)扭力也比較小，回轉(zhuǎn)閥與控制閥的連通通道的開度相應(yīng)減小，使得回轉(zhuǎn)閥一側(cè)的油壓升高，由于分流閥的作用，電磁閥一側(cè)的油量增加。同時(shí)隨著車速的增加，ECU向電池閥提供的通電電流減小，導(dǎo)致電池閥的導(dǎo)通面積變小，而作用于油壓反作用力室的反壓力增加，柱塞推動(dòng)控制閥軸的壓力也變大，增加了駕駛員手的操縱力，具有良好的轉(zhuǎn)向手感。

③當(dāng)汽車中高速轉(zhuǎn)向運(yùn)行時(shí)，扭力桿扭轉(zhuǎn)角變得更小，回轉(zhuǎn)閥與控制閥的連通口開度也變得更小，在回轉(zhuǎn)閥一側(cè)的油壓進(jìn)一步升高。隨著油壓上升，壓力油從固定阻尼孔側(cè)向油壓反作用力供油，這時(shí)油壓反作用力室出了具有分流閥向之提供的壓力油外，還具有從固定阻尼孔流出的壓力油，從而導(dǎo)致柱塞的背壓增大，柱塞推動(dòng)控制閥軸的壓力也增大，轉(zhuǎn)向盤操縱力隨著轉(zhuǎn)向角的增大而增大，所在高速時(shí)能獲得穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感。

3）電磁閥靈敏度控制式EPS

電磁閥靈敏度控制式EPS是根據(jù)車速控制電磁閥，直接改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥的油壓增益（閥靈敏度）來控制油壓的方法。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、部件少、價(jià)格便宜，而且具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度，可以獲得自然的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特性。

電磁閥靈敏度控制式 EPS 的基本結(jié)構(gòu)

基本結(jié)構(gòu)如下圖所示，

電磁閥靈敏度控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向控制閥的轉(zhuǎn)子閥作了局部改進(jìn)，并增加了電磁閥、車速傳感器和電子控制單元等。轉(zhuǎn)子閥的可變小孔分為低速專用小孔（1R、1L、2R、2L）和高速專用小孔（3R、3L）兩種，在高速專用可變孔的下邊設(shè)有旁通電磁閥回路。

工作過程：

①?當(dāng)車輛停止時(shí)，電磁閥完全關(guān)閉，若此時(shí)向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，則高靈敏度低速專用小孔1R及2R在較小的轉(zhuǎn)矩作用下即可關(guān)閉，轉(zhuǎn)向泵的高壓油經(jīng)1L流向轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸右腔室，其左腔室的油液經(jīng)3L、2L流回轉(zhuǎn)向液罐（儲(chǔ)油箱），此時(shí)具有輕便的轉(zhuǎn)向特性；并且施加于轉(zhuǎn)向盤的力矩越大，可變小孔1L、2L的開口面積也越大，節(jié)流作用越小，轉(zhuǎn)向助力作用越明顯。

②?當(dāng)車速提高時(shí)，隨著車速的增高，在電控單元作用下，電磁閥開度也呈線性增加，若此時(shí)向右轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向泵的高壓油經(jīng)1L、3R旁通電磁閥流回轉(zhuǎn)向油罐（儲(chǔ)油箱）。此時(shí)，轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸右腔的轉(zhuǎn)向助力油壓就取決于旁通電磁閥和靈敏度低的高速專用可變量孔3R的開度，在電控單元控制下，車速越高，則電磁閥開度越大，旁通流量也越大，轉(zhuǎn)向助力作用越小。

③?當(dāng)車速不變時(shí)，施加于轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力矩越小，高速專用小孔3R的開度也越大，轉(zhuǎn)向助力作用也越??；當(dāng)轉(zhuǎn)向力矩增大時(shí)，3R的開度逐漸減小，轉(zhuǎn)向助力作用也隨之增大。

綜上所述，此系統(tǒng)不僅具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度，還可使駕駛?cè)双@得非常自然的轉(zhuǎn)向手感和良好的速度轉(zhuǎn)向特性，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、部件少、價(jià)格便宜。

控制閥等效液壓回路

特點(diǎn)：

①靈敏度控制式EPS對(duì)轉(zhuǎn)向控制閥做了局部改進(jìn)，并增加了電磁閥、車速傳感器和電控單元。

②控制閥的可變小孔分為低速專用小孔（1R、1L、2R、2L）和高速專用小孔（3R、3L）兩種

③?在高速可變專用小孔的下邊設(shè)有旁通電磁閥回路。

控制閥等效液壓回路如下圖所示。

電子可變量孔助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

系統(tǒng)構(gòu)成

助力特點(diǎn)：低速、停車高速

（4）特點(diǎn)

傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，而EHPS由電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵工作產(chǎn)生助力油壓

電控液壓助力轉(zhuǎn)向（EHPS）雖比傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向先進(jìn)一些，電控液壓助力的電子泵，不依靠發(fā)動(dòng)機(jī)本身的動(dòng)力帶動(dòng)，而且電子泵是由電子系統(tǒng)控制的，不需要轉(zhuǎn)向時(shí)，電子泵關(guān)閉，降低了能耗。采用電動(dòng)液壓泵,低速輸出大扭矩，高速輸出小扭矩。與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有更好的轉(zhuǎn)向感，反應(yīng)也更加靈敏及更低的能耗。雖然采用了電能作為動(dòng)力源，但是仍然保留有液壓動(dòng)力傳遞系統(tǒng)，因此電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仍然具有一些機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺點(diǎn)，例如液壓管路占用了大量的空間，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以及液壓管路使用時(shí)間長(zhǎng)會(huì)有泄漏的可能等風(fēng)險(xiǎn)。仍然帶有液壓管路和儲(chǔ)油罐等，系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，各部件在車身上的布置仍然有一定的局限性。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于安裝維修及檢測(cè)、造價(jià)較高，無法克服液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)，如滲油問題、低溫工作性能。

3、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（?EPS）??

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（Electric Power Steering）是在上述兩種助力機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它利用電動(dòng)機(jī)的力量作為轉(zhuǎn)向助力，由機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成。EPS主要由扭矩傳感器、車速傳感器、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電子控制單元（ECU）等組成。EPS用扭力傳感器取代了控制閥，用助力電動(dòng)機(jī)取代了液壓油缸，省去了轉(zhuǎn)向助力泵、油管、儲(chǔ)油罐、液壓油等，結(jié)構(gòu)更精簡(jiǎn)。由于不使用液壓油，因此不存在泄漏問題，也不會(huì)污染環(huán)境。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)省去了復(fù)雜的液壓管路和儲(chǔ)液罐等液壓部件，因此助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在車身上的布置位置比較靈活。因?yàn)殡娮又Γ‥PS）結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，成本有優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，很快就會(huì)被電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)全面取代。車速變化不采用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力作為動(dòng)力源，而是依靠蓄電池作為動(dòng)力源。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不需要復(fù)雜的控制機(jī)構(gòu)，在電動(dòng)機(jī)的輸入端增加車速信號(hào)，只要根據(jù)車速變化需要改變電動(dòng)機(jī)的電流大小和方向，改變轉(zhuǎn)向助力大小（隨速助力轉(zhuǎn)向）就能實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的自動(dòng)控制。

▲?電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）是一種直接依靠電動(dòng)機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以直流電動(dòng)機(jī)作為助力源，采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，電子控制單元根據(jù)車速傳感器信號(hào)和轉(zhuǎn)向參數(shù)控制電動(dòng)機(jī)通電電流強(qiáng)度，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩大小和方向，可以根據(jù)不同的使用工況控制電動(dòng)機(jī)，調(diào)節(jié)加力電動(dòng)機(jī)工作力矩，并將之加在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)相應(yīng)的轉(zhuǎn)向助力，提供不同的動(dòng)力，進(jìn)而控制轉(zhuǎn)向助力強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力隨車速的變化而變化，且僅在需要轉(zhuǎn)向的時(shí)候提供轉(zhuǎn)向動(dòng)力，降低燃油消耗率，且轉(zhuǎn)向更加輕便。電動(dòng)式EPS的助力作用受電腦控制，在低速轉(zhuǎn)向時(shí)的助力作用最強(qiáng)，隨著車速的升高助力作用逐漸減弱。

電動(dòng)機(jī)（電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)）

電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)/電動(dòng)式EPS主要由機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成。是在機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加了電動(dòng)式助力機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向助力控制系統(tǒng)后形成的。典型電動(dòng)式EPS由轉(zhuǎn)矩傳感器、直流電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、減速機(jī)構(gòu)和車速傳感器、EPS ECU組成的。

電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向（EPS或ECPS）系統(tǒng)是根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向情況等對(duì)轉(zhuǎn)向助力實(shí)施控制，使動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在不同的行駛條件下都有最佳的放大倍率：在低速時(shí)有較大的放大倍率，可以減輕轉(zhuǎn)向操縱力，使轉(zhuǎn)向輕便、靈活；在高速時(shí)則適當(dāng)減小放大倍率，以穩(wěn)定轉(zhuǎn)向手感，提高高速行駛的操縱穩(wěn)定性。

以下原則說明了EPS系統(tǒng)是如何工作的：

轉(zhuǎn)向柱的傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)向角和扭矩

ECU分析來自傳感器的輸入并確定所需的協(xié)助量

安裝在轉(zhuǎn)向柱、小齒輪或齒條上的電機(jī)根據(jù)ECU的反饋提供協(xié)助

EPS(Electronic Power Steering system)?系統(tǒng)在機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加信號(hào)傳感器(轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器)、電子控制單元和轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)（減速器、電動(dòng)機(jī)),它在傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)方向盤上的轉(zhuǎn)矩信號(hào)和汽車的行駛車速信號(hào)，利用電子控制裝置使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)大小和方向的輔助動(dòng)力，協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）是一種智能化的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是機(jī)電一體化的產(chǎn)品，主要由方向盤傳感器、控制單元和助力電機(jī)構(gòu)成，通常由轉(zhuǎn)向管柱、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)向角速度傳感器、速度傳感器、電子控制器（轉(zhuǎn)向控制單元或控制模塊）、電動(dòng)機(jī)（伺服電機(jī)）、轉(zhuǎn)向機(jī)以及EPAS警告燈等機(jī)構(gòu)組成，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）沒有了液壓助力系統(tǒng)的液壓泵、液壓管路、轉(zhuǎn)向柱閥體等結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)和構(gòu)造簡(jiǎn)單,通過減速器以純機(jī)械方式將電機(jī)產(chǎn)生的助力傳遞到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖? ??

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）

（1）EPS工作原理

如下圖所示，當(dāng)駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，安裝在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測(cè)量轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，該信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入到電控單元,EPS ECU根據(jù)這些信號(hào)確定助力轉(zhuǎn)矩的大小和方向，即確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和工作電流，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過電磁離合器和減速機(jī)構(gòu)減速和增加轉(zhuǎn)矩后，加到汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與汽車工況相適應(yīng)的輔助轉(zhuǎn)向力矩，以調(diào)整轉(zhuǎn)向助力的大小。

在操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器根據(jù)輸入轉(zhuǎn)向力矩的大小產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)，由此電動(dòng)式EPS就可以檢測(cè)出操縱力的大小，同時(shí)根據(jù)車速傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)又可測(cè)出車速，再控制電動(dòng)機(jī)的電流，形成適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向助力。

主要是速度控制和電動(dòng)機(jī)電流控制。速度控制是當(dāng)速度高于某一值時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)停止對(duì)電動(dòng)機(jī)供電，離合器處于分離狀態(tài)，這時(shí)就按普通的轉(zhuǎn)向控制方式工作。系統(tǒng)確定電動(dòng)機(jī)電流的大小是按照汽車轉(zhuǎn)向力矩和車速信號(hào)。當(dāng)車速很低時(shí)，轉(zhuǎn)向需要的助力大，此時(shí)供給電動(dòng)機(jī)的電流值就應(yīng)大；當(dāng)車速接近45km/h時(shí)，轉(zhuǎn)向需要的助力減少，此時(shí)供給電動(dòng)機(jī)的電流值就應(yīng)減少；當(dāng)車速超過45km/h時(shí)，若無需助力，此時(shí)就應(yīng)切斷電動(dòng)機(jī)的電流。

車輛啟動(dòng)后系統(tǒng)開始工作，當(dāng)車速小于一定速度（80km/h），這些信號(hào)輸送到控制模塊，控制模塊依據(jù)轉(zhuǎn)向盤的扭矩、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和車速等數(shù)據(jù)向伺服電機(jī)發(fā)出控制指令，使伺服電機(jī)輸出相應(yīng)大小及方向的扭矩以產(chǎn)生助動(dòng)力，當(dāng)不轉(zhuǎn)向時(shí)，電控單元不向伺服電機(jī)發(fā)送扭矩信號(hào)，伺服電機(jī)的電流趨向于零。因此，在直行駕駛而無需操作轉(zhuǎn)向盤時(shí)，將不會(huì)消耗任何發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，降低了燃油消耗。本系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)向助力與車速成反比，當(dāng)車速在一定速度（如80km/h）或以上時(shí)，伺服電機(jī)的電流也趨向于零，所以車速越高助力越小。因此，無論在高速、低速行駛操作過程中汽車具有更高的穩(wěn)定性，駕駛員自身保持均衡不變的轉(zhuǎn)向力度。

電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本工作原理是根據(jù)汽車行駛速度(車速傳感器輸出信號(hào))、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)向角信號(hào)，由ECU控制電動(dòng)機(jī)及減速機(jī)構(gòu)產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩，使汽車行駛在低、中車速下都能獲得最佳的轉(zhuǎn)向性能。電動(dòng)機(jī)連同離合器和減速齒輪一起，通過一個(gè)橡膠底座安裝在左車架上。電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩由減速齒輪增大，并通過萬向節(jié)、轉(zhuǎn)向器中的助力小齒輪把輸出轉(zhuǎn)矩送至轉(zhuǎn)向齒條，向轉(zhuǎn)向輪提供助推轉(zhuǎn)矩。電子控制器ECU根據(jù)各傳感器的輸入信號(hào)確定助推轉(zhuǎn)矩的幅值和方向，并且直接控制驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器和汽車速度傳感器為助力轉(zhuǎn)矩的信號(hào)源。EPS系統(tǒng)還設(shè)有安全保護(hù)裝置，由一個(gè)在主電源電路中能切斷電動(dòng)機(jī)電源的繼電器和一個(gè)安裝在電動(dòng)機(jī)與減速齒輪之間并能把它們斷開的電磁離合器組成。只要系統(tǒng)發(fā)生故障，安全保護(hù)裝置就會(huì)開始工作，確保安全。

電動(dòng)式EPS主要工作原理是，在方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位于轉(zhuǎn)向柱位置的轉(zhuǎn)矩傳感器將轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳到控制器，控制器通過運(yùn)算修正給電機(jī)提供適當(dāng)?shù)碾妷?，?qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。而電動(dòng)機(jī)輸出的扭矩經(jīng)減速器降轉(zhuǎn)速提扭矩后推動(dòng)轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向拉桿，從而提供轉(zhuǎn)向助力。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以根據(jù)速度改變助力的大小，能夠讓方向盤在低速時(shí)更輕盈，而在高速時(shí)更穩(wěn)定。車輛啟動(dòng)以后系統(tǒng)正式開始工作，當(dāng)車速低于某一速度時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將車速信號(hào)反饋到控制模塊，控制模塊通過接收到方向盤扭矩值、行駛方向和車輛行駛速度等數(shù)據(jù)向伺服電機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，伺服電機(jī)就會(huì)根據(jù)接收到的指令輸出相應(yīng)的扭矩以產(chǎn)生助動(dòng)力。當(dāng)車輛直線行駛不轉(zhuǎn)向時(shí)，控制單元不會(huì)將扭矩信號(hào)發(fā)送給伺服電機(jī)，伺服電機(jī)的電流接近于零。因此在直行駕駛而又不需要轉(zhuǎn)向時(shí)，將不會(huì)消耗動(dòng)力。當(dāng)車速高于某一速度時(shí)，伺服電機(jī)的電流也接近于零，所以助力是隨著車速的增高而減小?；谝陨锨闆r，無論車輛行駛中是處于高速還是低速狀態(tài)，汽車都具有很好的穩(wěn)定性。

（2）電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）的分類

1）電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）根據(jù)電動(dòng)機(jī)布置位置、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部位和機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同，可將電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）分為柱輔助型（C-EPS），齒輪輔助型（P-EPS）和齒條輔助型（R-EPS）

①轉(zhuǎn)向軸助力式/柱輔助型（C-EPS）

結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小；距離駕駛員近，直接測(cè)量方便；振動(dòng)噪聲大，要求電機(jī)噪聲和振動(dòng)小

柱輔助型C-EPS的助力電機(jī)安裝于轉(zhuǎn)向管柱上，在轉(zhuǎn)向管柱下面連接的是一個(gè)機(jī)械式的轉(zhuǎn)向機(jī)，電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩作用于轉(zhuǎn)向管柱上。C- EPS 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，其電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、傳感器及控制器等常一體化設(shè)計(jì)，布置在駕駛艙內(nèi)，工作環(huán)境較好，不占用發(fā)動(dòng)機(jī)艙的空間，方便發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置，成本較低。缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電機(jī)的助力要通過轉(zhuǎn)向管柱和轉(zhuǎn)向齒輪傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)上轉(zhuǎn)向管柱部件受力較大，可提供的助力大小受到限制；另外由于電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)布置在駕駛艙內(nèi)，更易引起駕駛艙內(nèi)產(chǎn)生噪聲；由于減速機(jī)構(gòu)等安裝在方向盤上，不利于轉(zhuǎn)向軸的吸能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，C-EPS 適用于中小型乘用車。

②齒輪助力式P-EPS）

布置方便、轉(zhuǎn)向助動(dòng)力比較大，轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器間有萬

齒輪輔助型P-EPS助力電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)布置在轉(zhuǎn)向齒輪上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出力矩通過蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)傳遞到轉(zhuǎn)向齒輪上。P-EPS助力扭矩直接作用于轉(zhuǎn)向齒輪上，因此可以提供較大的轉(zhuǎn)向助力，助力效果較為迅速準(zhǔn)確。助力電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)布置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙，有利于降低駕駛艙噪聲水平。P-EPS 的缺點(diǎn)是：其電機(jī)和傳感器等部件安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙，器件的耐熱與防水等環(huán)境要求高，成本較高。因此，P-EPS適用于需求助力較大的中型乘用車。

③齒條助力式（R-EPS）

剛度好，傳力大，助動(dòng)力最大，用于大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)向，適用于前軸負(fù)荷大汽車

齒條式R-EPS，助力電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)布置在轉(zhuǎn)向齒條上，電機(jī)助力扭矩作用于轉(zhuǎn)向齒條上。R-EPS 助力扭矩直接作用于轉(zhuǎn)向齒條上，因此可以提供更大的轉(zhuǎn)向助力，助力效果也最為迅速準(zhǔn)確。助力電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)布置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙，有利于降低駕駛艙噪聲水平。R-EPS 缺點(diǎn)是：其電機(jī)和傳感器等部件安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙，器件的耐熱與防水等環(huán)境要求高，成本較高。因此，R-EPS 適用于需求助力較大的大中型乘用車。

本田雅閣轎車的前輪載荷較大，所需要的轉(zhuǎn)向輔助力也大，因此采用齒條助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

螺母與電動(dòng)機(jī)軸相連，電動(dòng)機(jī)軸是中空的，里面穿過轉(zhuǎn)向齒條。

汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸驅(qū)動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，螺母只轉(zhuǎn)動(dòng)不移動(dòng)，從而通過滾珠帶動(dòng)螺桿移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力。

2）電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向有兩種實(shí)現(xiàn)方式，一種是對(duì)轉(zhuǎn)向柱施加助力，是將助力電機(jī)經(jīng)減速增扭后直接連接在轉(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。另一種是對(duì)轉(zhuǎn)向拉桿施加助力，是將助力電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向拉桿上，直接用助力電機(jī)推動(dòng)拉桿使車輪轉(zhuǎn)向。后者結(jié)構(gòu)更為緊湊、便于布置，目前使用比較廣泛。除了上述幾種常見形式，一些公司還在此基礎(chǔ)上發(fā)展出了隨速可變助力轉(zhuǎn)向。隨速可變助力轉(zhuǎn)向是指轉(zhuǎn)向助力的大小可隨著車速的變化而改變。這樣有什么好處呢？在平時(shí)停車入庫(kù)等低速行駛時(shí)，如方向盤轉(zhuǎn)向輕盈確實(shí)很方便，但是如果在高速行駛時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)向過于輕盈反而是一種危害，因?yàn)椴焕谲囕v高速行駛的穩(wěn)定性。而隨速可變助力轉(zhuǎn)向可以做到這點(diǎn)，當(dāng)車低速行駛時(shí)，它可以提供大的助力，保證方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)輕盈和靈活；當(dāng)車速較高時(shí)，它提供的助力就會(huì)較小，以增強(qiáng)行車的安全性和穩(wěn)定性。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)向機(jī)提供助力。當(dāng)汽車低速行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向控制單元控制電動(dòng)機(jī)輸出較大的功率，使駕駛者可以輕松地轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤；當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向控制單元控制電動(dòng)機(jī)輸出較小的功率，這樣駕駛者在操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)就比較穩(wěn)定，也就實(shí)現(xiàn)了車速感應(yīng)式轉(zhuǎn)向。? ?

（3）電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）的組成

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）直接依靠電動(dòng)機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)向動(dòng)力。電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成如下圖所示，主要由車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、電子控制器/電子控制單元ECU、電磁離合器、電動(dòng)機(jī)及減速機(jī)構(gòu)等組成。

基本構(gòu)成：轉(zhuǎn)向盤、輸入軸、扭力桿、控制模塊、減速機(jī)構(gòu)、離合器、電機(jī)、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向軸、車輪、橫拉桿、轉(zhuǎn)向齒條

基本機(jī)構(gòu)：由轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電控單元、電動(dòng)機(jī)、電磁離合器和減速機(jī)構(gòu)等組成。

主要優(yōu)點(diǎn)：將電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、減速裝置、轉(zhuǎn)向桿等零部件設(shè)計(jì)裝配成為一個(gè)整體，既無管道，也無控制閥，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕；可按照汽車轉(zhuǎn)向的需要設(shè)置和修改轉(zhuǎn)向助力特性；取消了轉(zhuǎn)向泵，不僅節(jié)約能耗，而且不必給轉(zhuǎn)向泵加油，也不必?fù)?dān)心漏油。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于汽車公司的許多車型。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）結(jié)構(gòu)示意圖

EPS結(jié)構(gòu)詳見下圖及其注解,

1）執(zhí)行器

EPS的執(zhí)行器包括直流電動(dòng)機(jī)、電磁離合器和減速機(jī)構(gòu)等。

減速機(jī)與離合器

降速增矩?

高速：離合器分離，機(jī)械轉(zhuǎn)向不受電機(jī)慣性影響

故障：離合器分離

①減速機(jī)構(gòu)

與電機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)降速增矩

電動(dòng)式EPS減速機(jī)構(gòu)有多種組合方式，一般采用渦輪-蝸桿傳動(dòng)與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動(dòng)組合方式，也有采用兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)和傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)組合方式。為抑制噪聲和提高耐久性，減速機(jī)構(gòu)中齒輪一般采用樹脂材料，或采用特殊齒形。

如下圖所示，減速機(jī)構(gòu)主要由蝸輪和蝸桿構(gòu)成，蝸桿的動(dòng)力來自于電磁離合器和電動(dòng)機(jī)，經(jīng)蝸輪減速增扭后，傳送給轉(zhuǎn)向軸，然后再通過其他部件傳送給轉(zhuǎn)向輪，以實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。

減速機(jī)構(gòu)用來增大電動(dòng)機(jī)傳遞給轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)矩。

渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)

電動(dòng)式 ＥＰＳ 的減速機(jī)構(gòu)如下圖所示，

馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳到滾珠式減速齒輪機(jī)構(gòu)，經(jīng)過滾珠及蝸桿傳到齒條軸上。

滾珠在滾珠式減速齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)部經(jīng)過導(dǎo)向進(jìn)行循環(huán)

滾珠式減速齒輪機(jī)構(gòu)具有4個(gè)導(dǎo)引部件

②電磁離合器

采用干式單片式電磁離合器?

電磁離合器可以保證電動(dòng)助力只在預(yù)定的范圍內(nèi)起作用。當(dāng)車速、電流超過限定的最大值或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，離合器便自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)動(dòng)力，恢復(fù)手動(dòng)控制轉(zhuǎn)向。

單片干式電磁離合器

如下圖所示是一種電磁離合器的結(jié)構(gòu)，主要由電磁線圈、主動(dòng)輪、從動(dòng)軸、壓板等組成。

電磁離合器

工作時(shí)，電流通過滑環(huán)進(jìn)入電磁線圈，主動(dòng)輪便產(chǎn)生電磁吸力，帶花鍵的壓板就被吸引，并與主動(dòng)輪壓緊，于是電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩便經(jīng)過輸出軸→主動(dòng)輪→壓板→花鍵→從動(dòng)軸，傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)(蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu))。

電磁離合器的主要功用是保證電動(dòng)助力只有在預(yù)定的車速范圍內(nèi)起用。當(dāng)汽車行駛速度超過系統(tǒng)限定的最大值時(shí)，電磁離合器便切斷電動(dòng)機(jī)的電源，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，離合器分離，不起傳遞轉(zhuǎn)向助力的作用。另外，在不傳遞助力的情況下，離合器還能消除電動(dòng)機(jī)的慣性對(duì)轉(zhuǎn)向的影響;當(dāng)該動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，離合器還會(huì)自動(dòng)分離，此時(shí)又可恢復(fù)手動(dòng)控制轉(zhuǎn)向。

③?電動(dòng)機(jī)

根據(jù)電控單元指令輸出適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩

直流電動(dòng)機(jī)的原理與啟動(dòng)機(jī)基本相同，通常采用永磁式電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩控制是通過控制其輸入電流來實(shí)現(xiàn)的，而電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)則是由EPS ECU輸入的正、反轉(zhuǎn)觸發(fā)脈沖控制的。典型的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路如下圖，

電磁離合器原理如下圖，

無刷永磁直流電機(jī)

特點(diǎn)：低速大扭矩，功率密度高，控制簡(jiǎn)單，只需增量位置傳感器。

作用：馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)齒條

馬達(dá)與齒條軸共軸，由轉(zhuǎn)角傳感器、定子及轉(zhuǎn)子組成。

電動(dòng)式EPS電動(dòng)機(jī)與汽車起動(dòng)用的直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理基本相同，但一般采用永磁式電動(dòng)機(jī)，其最大電流約為 ３０Ａ 左右，電壓為直流 １２Ｖ，額定轉(zhuǎn)矩為 １０Ｎｍ 左右。電磁離合器的作用: 電動(dòng)式 ＥＰＳ 一般設(shè)定一個(gè)工作范圍。例如，當(dāng)車速達(dá)到 ４５ｋｍ / ｈ時(shí)，則不需要輔助動(dòng)力轉(zhuǎn)向，此時(shí)電動(dòng)機(jī)就停止工作，為了使電動(dòng)機(jī)和電磁離合器的慣性不影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的正常工作，電磁離合器應(yīng)及時(shí)分離，以切斷輔助動(dòng)力轉(zhuǎn)向，同時(shí)要求當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，電磁離合器應(yīng)自動(dòng)分離。

EPS一般常采用直流無刷永磁電動(dòng)機(jī),無刷永磁電動(dòng)機(jī)具有無激磁損耗、效率較高、體積較小等特點(diǎn)。

EPS用的電動(dòng)機(jī)與起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)用的直流電動(dòng)機(jī)原理基本相同，但它通常采用永磁磁場(chǎng)。最大電流一般為30A左右，電壓為12V，額定轉(zhuǎn)矩為10N.m左右。

EPS直流電動(dòng)機(jī)要能正反轉(zhuǎn)控制，如圖所示為一種比較簡(jiǎn)單適用的控制電路。a1、a2為觸發(fā)信號(hào)端。當(dāng)a1端得到輸入信號(hào)時(shí)，晶體管VT3導(dǎo)通，VT2得到基極電流而導(dǎo)通，電流經(jīng)VT2、電動(dòng)機(jī)M、VT3、搭鐵而構(gòu)成回路，于是電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn);當(dāng)a2端得到輸入信號(hào)時(shí)，電流則經(jīng)VT1、M、VT4、搭鐵而構(gòu)成回路，電動(dòng)機(jī)則因電流方向相反而反轉(zhuǎn)。只要控制觸發(fā)信號(hào)端電流的大小，就可以控制通過電動(dòng)機(jī)電流的大小，也可以控圖1-80EPS電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制電路制電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的大小。

用于轉(zhuǎn)向支持的電機(jī)帶有控制單元和傳感單元，它安裝在第二個(gè)小齒輪上。這樣就建立了轉(zhuǎn)向盤和齒條之間的機(jī)械連接。因此，當(dāng)伺服電機(jī)失靈時(shí)，車輛仍可以通過機(jī)械傳動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。

2）轉(zhuǎn)向器??

轉(zhuǎn)向器由轉(zhuǎn)向扭矩傳感器、扭轉(zhuǎn)桿、轉(zhuǎn)向小齒輪、傳動(dòng)小齒輪、蝸桿傳動(dòng)裝置以及帶控制單元的電機(jī)構(gòu)成。

雙小齒輪?

雙小齒輪電控機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，由轉(zhuǎn)向小齒輪和傳動(dòng)小齒輪將必需的轉(zhuǎn)向力傳遞給齒條。駕駛員施加的扭矩通過轉(zhuǎn)向小齒輪來傳遞，而傳動(dòng)小齒輪則通過蝸桿傳動(dòng)裝置傳遞電控機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機(jī)的支持扭矩。

3）電子控制器/控制單元(ECU)

為8位單片機(jī)系統(tǒng)或采用數(shù)字信號(hào)處理器，根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器和車速傳感器傳來的信號(hào)進(jìn)行邏輯分析計(jì)算，并發(fā)出指令控制電動(dòng)機(jī)和離合器工作。應(yīng)具有抗干擾能力，適應(yīng)汽車多變的行駛環(huán)境。

EPS電子控制器(ECU)的基本組成如圖1-83所示，其核心是一個(gè)具有256個(gè)字節(jié)的RAM、4KB容量的ROM、8位字長(zhǎng)的單片微機(jī)(微處理器)。外圍電路還有10位A/D轉(zhuǎn)換器、8位D/A轉(zhuǎn)換器、I/F(電流/頻率)轉(zhuǎn)換器、放大電路、動(dòng)力監(jiān)測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路等。

工作時(shí)，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向角信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器被輸入到中央處理器(CPU)，中央處理器根據(jù)這些信號(hào)和車速計(jì)算出最優(yōu)化的助力轉(zhuǎn)矩。ECU把已計(jì)算出來的參數(shù)值作為電流命令值送到D/A轉(zhuǎn)換器并轉(zhuǎn)換為模擬量，再將其輸入到電流控制電路;電流控制電路把來自微處理器的電流命令值同電動(dòng)機(jī)電流的實(shí)際值進(jìn)行比較，產(chǎn)生一個(gè)差值信號(hào)。該差值信號(hào)被送到驅(qū)動(dòng)電路，該電路可驅(qū)動(dòng)動(dòng)力裝置并向電動(dòng)機(jī)提供控制電流。也即當(dāng)轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器處理后，微處理器就在其內(nèi)存中尋找與該信號(hào)相匹配的電動(dòng)機(jī)電流值，然后將此值輸送給D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，處理后的模擬信號(hào)再送給限流器，由限流器來決定電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路電流值的大小。微處理器同時(shí)給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出另一個(gè)信號(hào)，即可決定電動(dòng)機(jī)(左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn))的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向電子控制系統(tǒng)電子控制器ECU作用與液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向電子控制系統(tǒng)控制器ECU基本相同。

此傳感器與液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向電子控制系統(tǒng)傳感器基本相同。

4）傳感器

①轉(zhuǎn)向角度傳感器?

轉(zhuǎn)向角度傳感器位于復(fù)位環(huán)后側(cè)，復(fù)位環(huán)上帶有一個(gè)安全氣囊滑環(huán)。轉(zhuǎn)向角度傳感器通過CAN 數(shù)據(jù)總線將信號(hào)傳遞到轉(zhuǎn)向管柱電子控制單元J527，由此控制單元獲悉了轉(zhuǎn)向角度的大小。轉(zhuǎn)向管柱電子控制單元中的電子裝置分析這個(gè)信號(hào)。

轉(zhuǎn)角傳感器（分相器型）

通過檢測(cè)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度防止扭矩波動(dòng)

②轉(zhuǎn)向扭矩（轉(zhuǎn)矩)傳感器?

補(bǔ)償線圈：補(bǔ)償溫度、電磁噪聲

無觸點(diǎn)式轉(zhuǎn)矩傳感器

功能 測(cè)量轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間相對(duì)轉(zhuǎn)矩M，作為電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力主要依靠之一。

結(jié)構(gòu)和原理：在輸出軸的極靴分別繞由A、B、C、D四個(gè)線圈。

當(dāng)轉(zhuǎn)向盤處于中間位置（直線行駛）時(shí)，扭桿的縱向?qū)ΨQ正好處于下圖所示輸出軸極靴AC、BD的對(duì)稱面上，當(dāng)在U、T兩端加上連續(xù)的輸入脈沖電壓信號(hào)Ui時(shí)，由于通過每個(gè)極靴的磁通量相等，故在V、W兩端檢測(cè)到輸出電壓信號(hào)U0=0。

轉(zhuǎn)向時(shí)，扭桿與輸出軸極靴之間產(chǎn)生相對(duì)扭轉(zhuǎn)變形，極靴A、D之間的磁阻增加，B、C之間磁阻減小，各個(gè)極靴的磁通量發(fā)生變化，于是在V、W之間就出現(xiàn)了點(diǎn)位差，其點(diǎn)位差U0與扭桿的扭轉(zhuǎn)角θ和輸入電壓Ui成正比，其關(guān)系為U0=KUiθ，式中K為比例系數(shù)，通過檢測(cè)U0可求出扭桿的扭轉(zhuǎn)角θ，計(jì)算出轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩M。

用于測(cè)定轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間的轉(zhuǎn)向力矩。轉(zhuǎn)矩傳感器與輸出特性如下圖，

轉(zhuǎn)矩傳感器用于檢測(cè)作用于轉(zhuǎn)向盤上扭矩信號(hào)的大小與方向。接觸式扭桿電位計(jì)傳感器是在轉(zhuǎn)向軸位置加一根扭桿，通過扭桿檢測(cè)輸入軸與輸出軸的相對(duì)扭轉(zhuǎn)位移，并將這種扭轉(zhuǎn)變化輸入給ECU。

接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器

轉(zhuǎn)向扭矩傳感器將轉(zhuǎn)向盤扭矩直接傳遞給轉(zhuǎn)向小齒輪。傳感器根據(jù)磁阻原理進(jìn)行工作。為了確保最高的安全性，它采用了雙重結(jié)構(gòu)（冗余結(jié)構(gòu)）。

轉(zhuǎn)向管柱連接在扭矩傳感器上，轉(zhuǎn)向器通過扭轉(zhuǎn)桿連接在扭矩傳感器上。連接轉(zhuǎn)向管柱的元件上有一個(gè)磁極轉(zhuǎn)子，在這個(gè)轉(zhuǎn)子中不同磁極的24 個(gè)區(qū)域輪流交替。每次使用兩個(gè)磁極來進(jìn)行扭矩分析。

轉(zhuǎn)矩傳感器：測(cè)量駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩大小和方向，有的還測(cè)量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的大小和方向。把兩段轉(zhuǎn)向在扭桿作用下產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳給ECU。

扭矩傳感器（分相器型）

扭矩傳感器檢測(cè)到扭轉(zhuǎn)桿扭轉(zhuǎn)變形，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘?hào)并輸出至EPS ECU。

扭矩傳感器檢測(cè)到扭轉(zhuǎn)桿扭轉(zhuǎn)變形，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘?hào)并輸出至EPS ECU

扭矩傳感器由分相器單元1、2及扭轉(zhuǎn)桿組成

轉(zhuǎn)子部分的分相器單元1固定于轉(zhuǎn)向主軸，轉(zhuǎn)子部分的分相器單元2固定于小齒輪軸

扭轉(zhuǎn)桿扭轉(zhuǎn)后使兩個(gè)分相器單元產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)角度

分相器單元特性

扭矩傳感器檢測(cè)方法

每個(gè)分相器單元輸出兩個(gè)相位差90度的信號(hào)來檢測(cè)相對(duì)角度

當(dāng)靜止時(shí)分相器單元的轉(zhuǎn)子部分輸出定值信號(hào)

當(dāng)車輛直線行駛時(shí)分相器單元1和2輸出的信號(hào)相同

轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)子部分的兩個(gè)分相器單元產(chǎn)生相對(duì)角度

EPS ECU根據(jù)兩個(gè)分相器單元的相對(duì)位置決定對(duì)EPS馬達(dá)提供多少電壓

③轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器?

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器是電控機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機(jī)的組成部分。無法從外部接觸到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器。

（4）轉(zhuǎn)向過程

1）一般情況下的轉(zhuǎn)向過程如下圖所示：

①駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向支持開始；

②由于轉(zhuǎn)向盤上扭矩的作用，轉(zhuǎn)向器中的扭矩桿轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向扭矩傳感器J269 探測(cè)扭矩桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將探測(cè)到的轉(zhuǎn)向扭矩傳遞給控制單元；

③轉(zhuǎn)向角度傳感器通知當(dāng)前轉(zhuǎn)向角度，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器通知當(dāng)前轉(zhuǎn)向速度；

④控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向速度和控制單元中的特性曲線計(jì)算出必需的支持扭矩，并啟動(dòng)電機(jī)；

⑤由第二個(gè)平行作用于齒條的小齒輪來進(jìn)行轉(zhuǎn)向支持，小齒輪的傳動(dòng)由電機(jī)來進(jìn)行，電機(jī)通過一個(gè)蝸桿傳動(dòng)裝置和一個(gè)傳動(dòng)小齒輪將轉(zhuǎn)向支持力傳遞到齒條上；

⑥轉(zhuǎn)向盤上的扭矩和支持扭矩的總和就是轉(zhuǎn)向器上的有效扭矩，由該扭矩來傳動(dòng)齒條。

2）高速公路行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向過程如下圖所示：

①換車道時(shí)，駕駛員輕打轉(zhuǎn)向盤；

②扭轉(zhuǎn)桿因此轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向扭矩傳感器獲悉扭轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)并通知控制單元，轉(zhuǎn)向盤上有一個(gè)小的扭矩；

③轉(zhuǎn)向角度傳感器通知小轉(zhuǎn)向角度，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器通知當(dāng)前轉(zhuǎn)向速度；

④根據(jù)一個(gè)小的轉(zhuǎn)向扭矩、100km/h 的車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、小的轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向速度及控制單元中的特性曲線（100km/h 車速的特性曲線），控制單元獲悉必須有一個(gè)小的支持扭矩或無需支持扭矩，繼而啟動(dòng)電機(jī)；

⑤高速公路行駛時(shí)，由第二個(gè)平行作用于齒條的小齒輪來進(jìn)行一個(gè)小的轉(zhuǎn)向支持，或者不進(jìn)行轉(zhuǎn)向支持；

⑥轉(zhuǎn)向盤上扭矩加上最小支持扭矩就是換車道時(shí)的有效扭矩，由該扭矩來傳動(dòng)齒條。

（5）EPS助力特性

1）定義

助力隨汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和方向盤受力變化而變化的規(guī)律

2）目標(biāo)

停車和低速時(shí)轉(zhuǎn)向輕便，高速時(shí)操縱穩(wěn)定性

3）轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)制約

輕與靈：變傳動(dòng)比，小轉(zhuǎn)角靈，大轉(zhuǎn)角輕

4）轉(zhuǎn)向力與路感（轉(zhuǎn)向感）

路感

①定義：轉(zhuǎn)向過程中，轉(zhuǎn)向阻力包含車輪側(cè)向力信息，使汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（包括車輪與地面附著狀況）與方向盤手力存在對(duì)應(yīng)關(guān)系

當(dāng)量路感強(qiáng)度

轉(zhuǎn)向感基本上是車輛通過轉(zhuǎn)向設(shè)備傳達(dá)信息的能力，即當(dāng)車輛駛過道路時(shí)如何管理道路及其狀況。因此，轉(zhuǎn)向感在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的功能與懸架系統(tǒng)的功能一樣重要。電子設(shè)備是使轉(zhuǎn)向感“麻木”的原因之一，以提供更平穩(wěn)的行駛，但它也與車輛變重和輪胎變寬有關(guān)，所有這些都會(huì)影響轉(zhuǎn)向感。

從根本上講，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向力是最明顯的反饋形式，反過來又可以轉(zhuǎn)化為增強(qiáng)的轉(zhuǎn)向感。盡管這種特性對(duì)駕駛員并不陌生，但隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步，其性能的最大化和噪音最小化已變得至關(guān)重要。

②發(fā)展歷程

現(xiàn)在，有幾種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可在極端惡劣條件的道路上提供強(qiáng)勁而穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向感，減少駕駛員在轉(zhuǎn)向時(shí)手所感受到的振動(dòng)強(qiáng)度，從而使駕駛員能更好地控制轉(zhuǎn)向。同樣，早期EPS系統(tǒng)的“麻木”感覺也已在很大程度上得到緩解，特別是在C-EPS（Column EPS）系統(tǒng)中。?C-EPS有時(shí)與它的“麻木”感有關(guān)，這是由于其電機(jī)直接連接在轉(zhuǎn)向柱上，增加了機(jī)械摩擦。此外，由于電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向軸的頂部，因此需要加強(qiáng)轉(zhuǎn)向軸和相關(guān)接頭的承受力，以承受電機(jī)轉(zhuǎn)矩引起的扭曲。這也增加了慣性，因此增加了摩擦和麻木感。由于這些原因，C-EPS通常只用于便宜的小型車。

EPS系統(tǒng)的較早版本缺乏客戶所期望的足夠的轉(zhuǎn)向感，但最新的EPS系統(tǒng)仍在努力改善這一特性。P-EPS（Pinion EPS）系統(tǒng)具有更好的轉(zhuǎn)向感，且在大型車輛中越來越多地采用。但它們會(huì)帶來安全隱患，因?yàn)殡姍C(jī)位于踏板的前面，如果發(fā)生前端碰撞，可能會(huì)造成傷害。DP-EPS（Dual-pinion）解決了該問題，該系統(tǒng)的電機(jī)在第二個(gè)小齒輪上，遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)向柱。此外，電機(jī)與轉(zhuǎn)向柱分離，有助于限制傳遞到方向盤的電機(jī)的內(nèi)部摩擦。

如今，大多數(shù)C級(jí)轎車都采用這種DP-EPS，盡管它的功能不足以應(yīng)付較重的車輛。 盡管EPS已經(jīng)克服了轉(zhuǎn)向感方面的問題，但它們?nèi)员仨毰c某些車型的HPS系統(tǒng)所提供的轉(zhuǎn)向感來競(jìng)爭(zhēng)。HPS系統(tǒng)通過使駕駛員感覺到路面不平整來應(yīng)對(duì)路況，而EPS系統(tǒng)則感覺像是游戲機(jī)手柄一樣，更加不連貫、更加復(fù)雜。EPS系統(tǒng)供應(yīng)商正在努力通過ECU讀取路況并將輸入傳遞回轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來提供更好的處理，使行駛更平穩(wěn)。 盡管EPS改善了轉(zhuǎn)向反饋與轉(zhuǎn)向感的平衡，發(fā)燒友們?nèi)院苊詰僖簤恨D(zhuǎn)向反饋帶來的那種直接的轉(zhuǎn)向感。而對(duì)于相對(duì)缺乏轉(zhuǎn)向感的EPS，采用重量來提供更多轉(zhuǎn)向感已成為一種快速解決方案，但感覺并不一定意味著重量。轉(zhuǎn)向重量和響應(yīng)有時(shí)會(huì)與轉(zhuǎn)向感混淆，EPS系統(tǒng)在一定程度上完善了這兩個(gè)功能，但一直有人對(duì)EPS提供的轉(zhuǎn)向感持懷疑態(tài)度。例如有些人抱怨寶馬現(xiàn)在沒了以前的那種感覺，但寶馬提出了一種系統(tǒng)，將道路和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的“好”和“壞”反饋分開，EPS通過將汽車鎖定在直線路徑上來對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，此外，寶馬通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向扭矩在其2017款5系上實(shí)現(xiàn)了更好的轉(zhuǎn)向感。 在從HPS轉(zhuǎn)向EPS系統(tǒng)期間，轉(zhuǎn)向感覺受到了很多關(guān)注。NSK是該行業(yè)中少數(shù)以HPS系統(tǒng)起家，但現(xiàn)在卻果斷放棄HPS轉(zhuǎn)向EPS的供應(yīng)商之一，NSK相關(guān)人員表示如果改變軟件功能，我們可以輕松地改變駕駛感覺。實(shí)際上，一些專家認(rèn)為正確的算法可以調(diào)節(jié)車輛所需的轉(zhuǎn)向感。了解不同轉(zhuǎn)向感的不同算法需求的供應(yīng)商可能具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。例如，2017年日產(chǎn)Leaf的EPS系統(tǒng)具有更線性的感覺，可改善在高速公路的操控。通過軟件升級(jí)，借助與轉(zhuǎn)向角傳感器配合使用的新控制邏輯，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可提供來自路面的增強(qiáng)反饋，并將轉(zhuǎn)向扭力桿的剛度提高10％。 5）EPS助力特性曲線的確定 ①非助力裝置的輸入輸出特性 方向盤作用力克服：車輪與地面摩擦、主銷后頃內(nèi)傾形成的回正力、轉(zhuǎn)向系的摩擦阻力

②帶助力裝置的輸入輸出特性

③理想助力曲線

低速助力比較大，高速助力比小助力死區(qū)，與車有關(guān)

最大助力限制，保護(hù)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)

④轉(zhuǎn)向力矩與轉(zhuǎn)向助力輸出電流之間的關(guān)系

⑤EPS控制包括如下功能

⑥對(duì)EPS助力特性的補(bǔ)償

忽略電機(jī)和傳感器的一階環(huán)節(jié)，得到：

⑦助力特性影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

僅采用比例助力特性的系統(tǒng)響應(yīng)

（6）EPS的控制目標(biāo)

1）減小轉(zhuǎn)向操縱力，提供與手動(dòng)轉(zhuǎn)向一致的路感

電樞電壓控制：方向盤轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和車速

電流控制：方向盤轉(zhuǎn)矩和車速

直接方向盤轉(zhuǎn)矩控制：方向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩和車速

2）提高轉(zhuǎn)向盤回正特性，快速準(zhǔn)確回正，避免高速回正擺振

方向盤回正控制：基于轉(zhuǎn)向角傳感器

基于電機(jī)轉(zhuǎn)速積分估計(jì)轉(zhuǎn)向盤位置

（7）電機(jī)電流控制方式

各種模式下電流控制

1）轉(zhuǎn)向助力控制

轉(zhuǎn)向過程中（不包括回正）

輸入：轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩，車速

輸出：查表計(jì)算電機(jī)控制電流

電流閉環(huán)控制

2）補(bǔ)償控制

引入微分控制：降低助力增益變化對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的影響

引入方向盤轉(zhuǎn)速補(bǔ)償：轉(zhuǎn)速加大，補(bǔ)償電流加大

3）回正控制

回正特點(diǎn)：低速時(shí)側(cè)向力和回正力矩小，回正慢

高速時(shí)回正力大，容易引起擺振

回正操作的判斷：方向盤力矩微分

回正電流控制：

低速時(shí)電流快速衰減

高速時(shí)電流逐漸衰減

4)中位控制

特點(diǎn)：

轉(zhuǎn)向系慣性增加，回中位不易收斂

高速行駛時(shí)擾動(dòng)

控制方法：

①電機(jī)短路形成阻尼

②電流閉環(huán)控制

③數(shù)字PID控制

④參數(shù)整定

⑤基于模型

⑥試驗(yàn)試湊

（8）電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的優(yōu)缺點(diǎn)

1）EPS優(yōu)點(diǎn)? ??

現(xiàn)在汽車有三種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在，分別是機(jī)械、液壓、和電子轉(zhuǎn)向，在這三個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中電子助力現(xiàn)在用的最廣泛，也是優(yōu)點(diǎn)最多的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電子轉(zhuǎn)向有哪些優(yōu)點(diǎn)？?

①能夠?qū)崿F(xiàn)精確轉(zhuǎn)向，增加汽車行駛安全性

根據(jù)車速的高低和行駛條件的變化（靜態(tài)或動(dòng)態(tài)，好路或壞路），提供合適的轉(zhuǎn)向助力，提高汽車行駛的安全性、操縱性、穩(wěn)定性。它能夠在汽車轉(zhuǎn)向過程中根據(jù)不同車速和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，精確提供各種行駛路況下的最佳轉(zhuǎn)向助力，減小由路面不平引起的對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的擾動(dòng)，不但可以減輕低速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力，而且可大大提高高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性，并能精確實(shí)現(xiàn)人們預(yù)先設(shè)置的在不同車速、不同轉(zhuǎn)彎角度所需要的轉(zhuǎn)向助力，通過控制助力電動(dòng)機(jī)，可降低高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向助力，增大轉(zhuǎn)向手力，解決高速時(shí)汽車“發(fā)飄” 問題，成本相對(duì)較低。助力獲得方便，助力功率較小，助力效果好。

電子控制電動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能根據(jù)不同的情況產(chǎn)生適合各種車速的動(dòng)力轉(zhuǎn)向，不受發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的影響，助力與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)，在停車時(shí)，駕駛員也可獲得最大的轉(zhuǎn)向動(dòng)力;汽車在行駛過程中，電子控制裝置可調(diào)整電動(dòng)機(jī)的助力以改善路感。特別是EPS電子隨速助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠讓方向盤在低速時(shí)更輕盈，高速時(shí)更穩(wěn)定，安全可靠。汽車在行駛中，EPS會(huì)依據(jù)汽車的速度來增加或減輕助力的程度，例如在低速運(yùn)轉(zhuǎn)和原地打方向時(shí)，增加助力程度，利于轉(zhuǎn)向，在汽車高速行駛時(shí)，就會(huì)減少助力，防止轉(zhuǎn)向過度造成交通事故。減小轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱力-減輕駕駛員的疲勞程度，特別是裝用超低壓扁平胎的乘用車更為必要。

②電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向齒輪箱可以制成一個(gè)整體，系統(tǒng)便于集成，整體尺寸減小，零部件少，所占空間較小，總布置更加方便，也易于裝車；增加了電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)，不含任何液壓機(jī)械結(jié)構(gòu)，省去了油泵和取消了液壓管道等部件，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便緊湊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小，系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)便，系統(tǒng)安全可靠，使整個(gè)系統(tǒng)趨于小型輕量化顯著，重量輕，電子控制電動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重量可比液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輕25％，比常規(guī)液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)具有更好的通用性;因?yàn)榱慵臄?shù)目少，不需要加油和抽空氣，所以在生產(chǎn)線上的裝配性好。

③轉(zhuǎn)換效率高

電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以下簡(jiǎn)稱EPS，是機(jī)械和電氣連接，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%，節(jié)能降耗，而液壓的轉(zhuǎn)換效率只有60%。

④轉(zhuǎn)向回正性好、“路感”好

EPS結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)部阻力小，回正性好，在轉(zhuǎn)向時(shí)可以得到最佳的轉(zhuǎn)向回正特性，改善汽車的操縱穩(wěn)定性。系統(tǒng)內(nèi)部采用剛性連接，反應(yīng)靈敏，滯后小，駕駛員的“路感”好。

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⑤能量消耗少

對(duì)于液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)而言，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液壓助力泵就始終工作，增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，使汽車油耗增加4%左右，而動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置不是發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的，電動(dòng)機(jī)只是在轉(zhuǎn)向時(shí)才接通，EPS只有在要轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向電機(jī)才工作提供助力，并能在各種行駛工況下提供最佳轉(zhuǎn)向助力，從而減少發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，減少能耗，節(jié)約燃油，成本低。EPS電子隨速助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)液壓助力系統(tǒng)，節(jié)油0.3L/100Km。

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⑥保護(hù)環(huán)境

EPS沒有液壓油和油管，不存在漏油現(xiàn)象，對(duì)環(huán)境污染?。涣硗鉀]有液壓助力泵運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音，減少噪音污染，利于環(huán)保，環(huán)保性好。??

⑦輕量化

在全球更嚴(yán)格的排放和燃油經(jīng)濟(jì)性法規(guī)的影響下，輕量化在汽車工業(yè)中已變得至關(guān)重要。這催生了更輕的EPS系統(tǒng)，可幫助車輛提高燃油效率。BAS和ZF-TRW加入了與NSK的合作，開發(fā)了一種輕型C-EPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)是專門針對(duì)高燃油效率的中小型車輛開發(fā)的。該產(chǎn)品的轉(zhuǎn)向齒輪箱比傳統(tǒng)的更緊湊，從而使重量減輕了13％。該公司還借助扭矩傳感器的監(jiān)控功能提高了EPS系統(tǒng)的安全性。

此外，車輛重量的增加會(huì)給轉(zhuǎn)向齒輪施加額外的力，尤其是在SUV和電動(dòng)車。這在突然失去輔助的情況下會(huì)成為安全隱患，突然的手動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)⒔档娃D(zhuǎn)向的可控性，從而降低車輛的可控性，對(duì)行駛中的車輛以及周圍的交通構(gòu)成危險(xiǎn)。因此，減輕整體重量對(duì)于避免轉(zhuǎn)向危險(xiǎn)也變得越來越重要。

由此，從發(fā)展的角度看，電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將成為標(biāo)準(zhǔn)件裝配在汽車上。

2）缺點(diǎn)

①車用電源的電壓較低（一般12或24v），提供的輔助動(dòng)力較小，難以用于大型車輛

②減速機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)等部件會(huì)影響汽車的操縱穩(wěn)定性，正確匹配整車性能至關(guān)重要；

③使用電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)矩傳感器等部件，增加了系統(tǒng)的成本；

④需要長(zhǎng)期保留機(jī)械裝置，以保證冗余度，否則萬一電子設(shè)備失效容易造成不良后果。

（9）EPS市場(chǎng)狀況和前景

多年來，由于對(duì)燃效技術(shù)的需求，供應(yīng)商已將EPS系統(tǒng)作為未來的技術(shù)。向電動(dòng)車的過渡確實(shí)非常迅速，而公司的平均燃油經(jīng)濟(jì)性則是催化劑，這實(shí)際上是受到法規(guī)的推動(dòng)。十年前，耐世特預(yù)測(cè)全球EPS系統(tǒng)的搭載率將從2009年的30％激增至2020年的50％。天合（當(dāng)時(shí)還沒被采埃孚收購(gòu)）曾預(yù)測(cè)，到2015年在北美生產(chǎn)的車輛中有75％將采用EPS系統(tǒng)。但實(shí)際需求卻遠(yuǎn)超出了行業(yè)專家們的估計(jì)，在不同轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，EPS在過去十年中需求增長(zhǎng)最快，在全球范圍內(nèi)，2019年占所有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需求的86％?，F(xiàn)在該系統(tǒng)已達(dá)到如此高的滲透水平，其增長(zhǎng)勢(shì)頭必會(huì)在一定程度上達(dá)到平穩(wěn)。其中大部分是C級(jí)轎車的標(biāo)配，其次是D級(jí)轎車。

隨著EPS系統(tǒng)在全球幾乎完全滲透，它與駕駛員和車輛內(nèi)其他系統(tǒng)通信的電子系統(tǒng)的集成就變得更加容易了。目前，有幾家OEM通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)關(guān)聯(lián)到一些ADAS功能，作為未來全自動(dòng)駕駛之前的某種過度。例如，下表總結(jié)了不同ADAS功能相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：

盡管如此，像博世這樣的公司已經(jīng)注意到，ADAS的不斷普及其實(shí)使駕駛員的反應(yīng)時(shí)間增加了，因?yàn)轳{駛員全神貫注駕駛的時(shí)間正在減少。在突然失去電子控制的情況下就可能發(fā)生轉(zhuǎn)向問題，尤其是在L3+自動(dòng)駕駛的狀態(tài)下。博世引用了2018年ADAC的故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（歐洲主要汽車組織Allgemeiner Deutscher Automobil-Club eV的年度研究）顯示，在過去七年中由于電氣故障導(dǎo)致的車輛故障增加了11％，占總故障數(shù)的52％，其中與轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和底盤相關(guān)的問題占14％。 對(duì)于ADAS技術(shù)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變得更加先進(jìn)，結(jié)合了轉(zhuǎn)向角和車輛行為控制器來協(xié)助駕駛員。但是，隨著ADAS技術(shù)的進(jìn)步，EPS系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，并在故障操作ECU和電機(jī)設(shè)置的幫助下逐步發(fā)展到高級(jí)別的自動(dòng)駕駛。

主要Tier1們的EPS產(chǎn)品

隨著傳感器和電機(jī)等電子設(shè)備的加入，EPS系統(tǒng)比傳統(tǒng)HPS系統(tǒng)的能耗更少。過去它們?cè)诖笮蛙嚕ɡ鏢UV和皮卡）中的牽引力有些受限，但新的EPS技術(shù)正在克服這一挑戰(zhàn)。如今，不同級(jí)別的車型配備了不同的EPS系統(tǒng)。例如，R-EPS適用于SUV或皮卡，而C-EPS可以滿足小型車的需求。 此外，隨著自動(dòng)駕駛需求推動(dòng)著技術(shù)進(jìn)步，EPS需求預(yù)計(jì)將隨著技術(shù)進(jìn)步而進(jìn)一步增加。例如，隨著朝著自動(dòng)駕駛的方向發(fā)展，一些供應(yīng)商已經(jīng)通過雙驅(qū)動(dòng)技術(shù)開發(fā)了帶有失效可操作系統(tǒng)的EPS。這意味著EPS由雙控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，該雙控制系統(tǒng)可以在自動(dòng)駕駛發(fā)生緊急情況時(shí)提供失效可操作系統(tǒng)（fail-operational）。 同樣，耐世特、捷太格特、現(xiàn)代摩比斯、BAS和電裝也在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中開發(fā)了冗余系統(tǒng)。該系統(tǒng)基本上通過兩組CPU、傳感器和電機(jī)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行通信，作為彼此的備份。

電裝的2-Drive EPS

該系統(tǒng)即使一個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障，也可以保持轉(zhuǎn)向功能。該系統(tǒng)主要使用兩個(gè)獨(dú)立的電子電路和電機(jī)線圈，并通過雙系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)力輔助。如果一個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障，則第二個(gè)系統(tǒng)通過提供無縫轉(zhuǎn)向輔助來保持平穩(wěn)行駛。電裝從2008年開始就開發(fā)了2-Drive EPS的MCU。

現(xiàn)代摩比斯的雙控EPS 該系是在類似電裝的2-Drive EPS技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的，且針對(duì)自動(dòng)駕駛進(jìn)行了優(yōu)化。如果一個(gè)電子電路發(fā)生故障，雙回路轉(zhuǎn)向技術(shù)可在自動(dòng)駕駛下保持正常的轉(zhuǎn)向功能。該公司的目標(biāo)是在2020年開始量產(chǎn)。摩比斯已設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)的電子組件，例如傳感器、ECU和電機(jī)，以確保在任何情況下均能正常轉(zhuǎn)向。該公司還減小了ECU和其他零件的尺寸，以適應(yīng)雙電路。該系統(tǒng)可用于L4自動(dòng)駕駛汽車。

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博世的失效可操作EPS

該系統(tǒng)通過電子控制的電機(jī)來控制和輔助車輛轉(zhuǎn)向。通過其電子接口，失效可操作EPS可以成為L(zhǎng)4高級(jí)自動(dòng)化駕駛的推動(dòng)力。該系統(tǒng)在完全冗余的電子架構(gòu)下，通過電子后備解決方案實(shí)現(xiàn)了50％的電動(dòng)轉(zhuǎn)向支持。如果第一執(zhí)行器發(fā)生故障，第二執(zhí)行器將接管轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障并轉(zhuǎn)到電氣后備解決方案，接管第一執(zhí)行器。如果駕駛員仍在參與，則可以安全地駕駛車輛而不會(huì)突然增加轉(zhuǎn)向力。該系統(tǒng)的失效可操作版本可在高度自動(dòng)駕駛的情況下安全地將車輛引導(dǎo)至完全停車，駕駛員不需要參與。

該系統(tǒng)同樣適用于SUV和LCV，因?yàn)檗D(zhuǎn)向齒條最大可提供18kN的作用力，并可在高速上節(jié)省23-39％的燃油。

盡管HA EPS系統(tǒng)和針對(duì)當(dāng)前EPS技術(shù)的失效可操作配置可能有助于應(yīng)對(duì)過渡時(shí)期的未來變化，但在某些情況下，成功融入未來自動(dòng)駕駛汽車市場(chǎng)的唯一方法是SBW（線控轉(zhuǎn)向），且可能還是完全沒有方向盤的。但就像飛機(jī)可能會(huì)配備三重冗余系統(tǒng)，卻仍要求飛行員或副駕駛始終在駕駛艙內(nèi)一樣，我們未來是否會(huì)達(dá)到完全無人駕駛呢？目前，包括捷太格特和耐世特在內(nèi)的某些供應(yīng)商還提出了一種稱為HA EPS（High availability）的EPS系統(tǒng)。

■EPS為何被海外巨頭壟斷？

你是否駕駛過沒有助力轉(zhuǎn)向的老款汽車？駕駛這種汽車有點(diǎn)困難，需要花大力氣去改變車輪的方向，而現(xiàn)在的汽車，基本都有助力系統(tǒng)來輔助駕駛?cè)诉M(jìn)行轉(zhuǎn)向。

回顧100多年汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展史，主要?dú)v經(jīng)四個(gè)階段：從最初的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展為液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS)，然后又出現(xiàn)了電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EHPS)和電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）。一代比一代省力、舒適，便于操作。

EPS正逐漸取代HPS，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國(guó)的HPS系統(tǒng)向EPS系統(tǒng)的切換已完成80%左右市場(chǎng)空間，而且將會(huì)有更多的汽車將搭載EPS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

EPS是典型的用電機(jī)代替機(jī)械連接的一項(xiàng)轉(zhuǎn)向技術(shù)。在中國(guó)市場(chǎng)中，諸如NSK、耐世特、博世、捷太格特等外資或合資企業(yè)，在EPS領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率高達(dá)80%左右，幾乎處于壟斷地位，牢牢把握了豪華和合資品牌車企的供應(yīng)渠道，而中國(guó)本土轉(zhuǎn)向企業(yè)市場(chǎng)占有率則不足20%。

國(guó)內(nèi)EPS系統(tǒng)相對(duì)于國(guó)外起步時(shí)間較晚，同時(shí)還面臨著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)供應(yīng)體系經(jīng)驗(yàn)少、標(biāo)準(zhǔn)待升級(jí)等一系列問題。我國(guó)制造業(yè)在機(jī)電一體化方面困難重重，兩化融合推進(jìn)至今存在‘貌合神離’現(xiàn)象，存在研發(fā)空白。其中，轉(zhuǎn)向電機(jī)是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最為核心的一道關(guān)卡。

“有什么現(xiàn)成的產(chǎn)品直接給我？”“某某公司的某某產(chǎn)品直接給我拿一個(gè)”，這些可能是客戶最樸實(shí)的一個(gè)需求。“電機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)其實(shí)跟汽車一樣，我們要避免為客戶的各種獨(dú)特需求來做全新的研發(fā)。電機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)如何做？它其實(shí)是定轉(zhuǎn)子的模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)客戶不同應(yīng)用場(chǎng)景來預(yù)設(shè)模塊：動(dòng)態(tài)響應(yīng)、功率密度和標(biāo)準(zhǔn)線。

那博澤可以對(duì)客戶的需求進(jìn)行微調(diào)，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向電機(jī)扭矩、轉(zhuǎn)速、疊長(zhǎng)和外徑等參數(shù)實(shí)現(xiàn)快速匹配。這樣做的最大好處是縮短研發(fā)周期。據(jù)悉，博澤設(shè)計(jì)出一個(gè)全新的電機(jī)方案，研發(fā)最少只要1-2周時(shí)間。

產(chǎn)品特點(diǎn)

功率范圍：250 to 900W

符合自動(dòng)駕駛所需的功能安全要求的冗余設(shè)計(jì)

通過降低諧振的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)/噪音優(yōu)化

根據(jù)不同應(yīng)用匹配可調(diào)節(jié)的噪音表現(xiàn)和特性

六 轉(zhuǎn)向系的功用

1.由駕駛員通過操縱轉(zhuǎn)向系來改變轉(zhuǎn)向輪（一般是前輪）的偏轉(zhuǎn)角度來實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。

2.克服由于路面?zhèn)认蛄Ω蓴_力使車輪自行產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向，恢復(fù)汽車原來的行駛方向。

編輯：黃飛

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