汽車電動助力轉向系統的分類及應用特點

裘誠

摘 要：我國人們重要的出行交通工具是汽車。汽車成為人們生活出行的一部分，目前，我國對汽車的需求量也正在大幅度增長，所以汽車產業正處于快速發展的階段，汽車產業在快速發展的同時也帶動了國家經濟的發展和增長。

關鍵詞：電動助力轉向系統;結構原理;噪音分析

近些年來，人們對于汽車駕駛舒適性的要求也越來越高，汽車企業對于這一現象也做出了相應的改變，不再是僅僅滿足駕駛需求，而是變為滿足客戶的多樣性需求，借此促進汽車銷售量的增長。在這一大背景下，汽車轉向技術不斷發展進步，當下助力轉向已經成為汽車的標準配置。當前，汽車市場上的助力轉向系統可以分為液壓轉向和奠定轉向以及電動電控液壓轉向系統。其中，對于電動助力轉向系統在液壓中的應用是較為廣泛的，而且在傳統的基礎上做了升級改造。可以在使用中憑借其駕控舒適、節能環保、能耗較低及其布置簡潔的優勢，在激烈的市場競爭中獲得了大量的訂單，在汽車制造上得到普遍應用。

1 汽車電動助力轉向系統的類別

當下市場上主要的使用的電動助力轉向系統有三種類型，其中主要有齒條助力電動轉向系統和齒輪助力式電動轉向系統以及轉向管柱助力式電動轉向系統。對于不同類型的汽車電動助力轉向系統適用于不同型號的車輛，要根據車輛的實際情況合理的挑選恰當的電動助力轉向系統進行匹配。

1.1 齒條助力式電動轉向系統（即R-EPS）

齒條助力式電動轉向系統的扭矩是安裝在轉向齒輪上的，其轉向助力較大，輔助驅動機構的存在也增加了電動轉向系統在空間布置方面的彈性，更適用于大型車輛，例如箱式貨車及其越野車，齒條助力式電動轉向系統（即R-EPS）的研發滿足了有更大轉向助力需求的大型車輛的轉向需求。

1.2 轉向管柱助力式電動轉向系統（即C-EPS）

安裝在轉向管柱上并與機械式轉向機相連接的驅動機就是轉向管柱助力式電動轉向系統，轉向管柱助力式電動轉向系統的另一個簡稱就是C-EPS，這種連接方式可以有效增加發動機艙的空間，為發動機艙布置提供了方便，提高了發動機艙的使用率，但是管柱助力式電動轉向系統也具有一定的缺陷。比如，電動機的助力傳動系統都是必須要經過轉向管柱這一零部件，同樣該部件也承受了比較大的力，對驅動電機所傳遞力的大小產生了一定的限制作用。另外由于轉向管柱助力式電動轉向系統的驅動電機、減速機構以及ECU都將安裝位置選擇在了駕駛艙內，這一現象無疑會增加駕駛艙內的噪音，所以在對噪音沒有明確要求以及載荷比較輕的小型轎車內大多數都應用轉向管柱助力式電動轉向系統。

1.3 齒輪助力式電動轉向系統（即P-EPS）

齒輪助力式電動轉向系統（即P-EPS）的使用是可以驅動電機在汽車轉向齒輪上安裝，驅動電機助力的傳遞需要通過蝸輪蝸桿減速機構。齒輪助力式電動轉向系統（即P-EPS）的出現一定程度上替代了傳統的液壓助力轉向系統，相較于傳統的液壓助力轉向系統，這一系統具有更高的安全性、轉向的精準性及其駕駛的舒適性，現在的中型乘用車上更多的使用齒輪助力式電動轉向系統（即P-EPS），它比傳統的液壓助力轉向系統有更大的轉向助力而且還有更高的安全性，獲得了大量中型乘用車車主的青睞[1]。

2 汽車電動助力轉向系統的應用特點

2.1 齒條助力式電動轉向系統（即R-EPS）的應用特點

隨著汽車電動助力轉向系統的研發，在轎車上得到了普遍應用，減少了污染的排放，節約了資金的投入。但是在中型及其大型轎車和貨車的應用上，汽車電動助力轉向系統的應用并不深入，對于這一現象，相關人員研發出了齒條助力式電動轉向系統（即R-EPS）。這一汽車電動助力系統的轉向加力裝置是安裝工作是在齒輪齒條殼體內的電機中進行的，通過電機軸和特制的滾珠絲杠機構，提供轉向助力在齒條上。

2.2 齒輪助力式電動轉向系統（即P-EPS）的應用特點

齒輪助力式電動轉向系統（即P-EPS）的結構有減速齒輪及其扭矩傳感器的存在，它的轉向加力裝置安裝在發動機倉的下方，與汽車的排氣管相接近。它的安裝位置決定了齒輪助力式電動轉向系統的材料及其結構需要具有防水性及其耐熱性，也可以增添輔助的隔熱裝置[2]。

2.3 轉向管柱助力式電動轉向系統（即C-EPS）

C-EPS的另一個別稱就是管柱式電動助力轉向器，屬于助力電機，由于C-EPS的優勢，在汽車上得到了廣泛的應用，其中C-EPS的優勢主要有以下這幾個方面：

第一，C-EPS的結構簡單，方便操作，而且成本較低，裝配工序也較為簡單。

第二，C-EPS的使用范圍較廣，適用于各種類型的汽車，而且將C-EPS應用在小型汽車上，更方便于汽車的改型。

第三，C-EPS的設備的性能比較穩定，既有較強的防水性和放熱性這一特點。

3 EPS系統優點分析

3.1 節能效果顯著

電動助力轉向（EPS）系統與傳統的液壓助力轉向系統相比對發動機的負荷較小，能夠顯著的提升汽車的經濟性，極大的降低汽車燃油損耗，通過研究論證發現電動助力轉向系統與傳統液壓助力轉向系統相比百公里節省油耗在0.3-0.5升左右。傳統的液壓助力轉向系統的助力使用機制需要時刻滿足液壓油的流量，否則就會導致助力缺失以及助力轉向系統的磨損。而電動助力系統不需要“隨時待命”，僅在轉向時才會產生電流，并且電流損耗還會受到車輛的速度、路況等因素的影響，在車輛速度較快路況較好的路段，對能量的損耗也相對較少，能夠顯著的節省汽車的能源消耗，提升其經濟性。

3.2 滿足車輛性能現代化的需要

電動助力轉向系統能夠通過軟件對車輛的阻尼補償、摩擦系數進行設定與調控，不僅能夠顯著的提升車輛的駕駛感，還能進一步的降低車輛底盤懸架系統的設計難度，提升轉向系統的穩定性。并且電動助力轉向系統對車輛現代化需求能夠進一步的滿足，如：車道偏離警告、方向盤抖動穩定、扭矩疊加穩定控制等。

4 結束語

綜上所述，通過對電動助力轉向機的講解，讓人們對電動助力轉向器的分類有著一定的了解，在此基礎上，在汽車生產中通過多轉向機與汽車副車架的接觸部位，可以采用隔振襯套的方式阻斷電機在工作運行中產生的噪音，以此可以降低汽車的噪聲，并在汽車生產中全面使用電動助力轉向系統奠定基礎。

參考文獻：

[1]何宛芯，高天智，陳強，陸健發，胡澤華.淺談電動賽車電子助力轉向系統的研究與設計[J].汽車實用技術，2020（08）：59-61.

[2]田小松，楊華，蔡先運，顧淼.基于電磁感應式的無線充電傳輸系統設計與仿真[J].電子技術應用，2020，46（04）：53-56+60.