汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類(lèi)及應(yīng)用特點(diǎn)

裘誠(chéng)

摘 要：我國(guó)人們重要的出行交通工具是汽車(chē)。汽車(chē)成為人們生活出行的一部分，目前，我國(guó)對(duì)汽車(chē)的需求量也正在大幅度增長(zhǎng)，所以汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展的階段，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展的同時(shí)也帶動(dòng)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和增長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng);結(jié)構(gòu)原理;噪音分析

近些年來(lái)，人們對(duì)于汽車(chē)駕駛舒適性的要求也越來(lái)越高，汽車(chē)企業(yè)對(duì)于這一現(xiàn)象也做出了相應(yīng)的改變，不再是僅僅滿足駕駛需求，而是變?yōu)闈M足客戶的多樣性需求，借此促進(jìn)汽車(chē)銷(xiāo)售量的增長(zhǎng)。在這一大背景下，汽車(chē)轉(zhuǎn)向技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，當(dāng)下助力轉(zhuǎn)向已經(jīng)成為汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)配置。當(dāng)前，汽車(chē)市場(chǎng)上的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為液壓轉(zhuǎn)向和奠定轉(zhuǎn)向以及電動(dòng)電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。其中，對(duì)于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在液壓中的應(yīng)用是較為廣泛的，而且在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上做了升級(jí)改造?？梢栽谑褂弥袘{借其駕控舒適、節(jié)能環(huán)保、能耗較低及其布置簡(jiǎn)潔的優(yōu)勢(shì)，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得了大量的訂單，在汽車(chē)制造上得到普遍應(yīng)用。

1 汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類(lèi)別

當(dāng)下市場(chǎng)上主要的使用的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有三種類(lèi)型，其中主要有齒條助力電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和齒輪助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)向管柱助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。對(duì)于不同類(lèi)型的汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)適用于不同型號(hào)的車(chē)輛，要根據(jù)車(chē)輛的實(shí)際情況合理的挑選恰當(dāng)?shù)碾妱?dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行匹配。

1.1 齒條助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即R-EPS）

齒條助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩是安裝在轉(zhuǎn)向齒輪上的，其轉(zhuǎn)向助力較大，輔助驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的存在也增加了電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在空間布置方面的彈性，更適用于大型車(chē)輛，例如箱式貨車(chē)及其越野車(chē)，齒條助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即R-EPS）的研發(fā)滿足了有更大轉(zhuǎn)向助力需求的大型車(chē)輛的轉(zhuǎn)向需求。

1.2 轉(zhuǎn)向管柱助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即C-EPS）

安裝在轉(zhuǎn)向管柱上并與機(jī)械式轉(zhuǎn)向機(jī)相連接的驅(qū)動(dòng)機(jī)就是轉(zhuǎn)向管柱助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向管柱助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的另一個(gè)簡(jiǎn)稱(chēng)就是C-EPS，這種連接方式可以有效增加發(fā)動(dòng)機(jī)艙的空間，為發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置提供了方便，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)艙的使用率，但是管柱助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也具有一定的缺陷。比如，電動(dòng)機(jī)的助力傳動(dòng)系統(tǒng)都是必須要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向管柱這一零部件，同樣該部件也承受了比較大的力，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)所傳遞力的大小產(chǎn)生了一定的限制作用。另外由于轉(zhuǎn)向管柱助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)以及ECU都將安裝位置選擇在了駕駛艙內(nèi)，這一現(xiàn)象無(wú)疑會(huì)增加駕駛艙內(nèi)的噪音，所以在對(duì)噪音沒(méi)有明確要求以及載荷比較輕的小型轎車(chē)內(nèi)大多數(shù)都應(yīng)用轉(zhuǎn)向管柱助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

1.3 齒輪助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即P-EPS）

齒輪助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即P-EPS）的使用是可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)在汽車(chē)轉(zhuǎn)向齒輪上安裝，驅(qū)動(dòng)電機(jī)助力的傳遞需要通過(guò)蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)。齒輪助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即P-EPS）的出現(xiàn)一定程度上替代了傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這一系統(tǒng)具有更高的安全性、轉(zhuǎn)向的精準(zhǔn)性及其駕駛的舒適性，現(xiàn)在的中型乘用車(chē)上更多的使用齒輪助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即P-EPS），它比傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有更大的轉(zhuǎn)向助力而且還有更高的安全性，獲得了大量中型乘用車(chē)車(chē)主的青睞[1]。

2 汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 齒條助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即R-EPS）的應(yīng)用特點(diǎn)

隨著汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研發(fā)，在轎車(chē)上得到了普遍應(yīng)用，減少了污染的排放，節(jié)約了資金的投入。但是在中型及其大型轎車(chē)和貨車(chē)的應(yīng)用上，汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用并不深入，對(duì)于這一現(xiàn)象，相關(guān)人員研發(fā)出了齒條助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即R-EPS）。這一汽車(chē)電動(dòng)助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向加力裝置是安裝工作是在齒輪齒條殼體內(nèi)的電機(jī)中進(jìn)行的，通過(guò)電機(jī)軸和特制的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，提供轉(zhuǎn)向助力在齒條上。

2.2 齒輪助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即P-EPS）的應(yīng)用特點(diǎn)

齒輪助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即P-EPS）的結(jié)構(gòu)有減速齒輪及其扭矩傳感器的存在，它的轉(zhuǎn)向加力裝置安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)的下方，與汽車(chē)的排氣管相接近。它的安裝位置決定了齒輪助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的材料及其結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)向管柱助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（即C-EPS）

C-EPS的另一個(gè)別稱(chēng)就是管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器，屬于助力電機(jī)，由于C-EPS的優(yōu)勢(shì)，在汽車(chē)上得到了廣泛的應(yīng)用，其中C-EPS的優(yōu)勢(shì)主要有以下這幾個(gè)方面：

第一，C-EPS的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便操作，而且成本較低，裝配工序也較為簡(jiǎn)單。

第二，C-EPS的使用范圍較廣，適用于各種類(lèi)型的汽車(chē)，而且將C-EPS應(yīng)用在小型汽車(chē)上，更方便于汽車(chē)的改型。

第三，C-EPS的設(shè)備的性能比較穩(wěn)定，既有較強(qiáng)的防水性和放熱性這一特點(diǎn)。

3 EPS系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)分析

3.1 節(jié)能效果顯著

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)與傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷較小，能夠顯著的提升汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性，極大的降低汽車(chē)燃油損耗，通過(guò)研究論證發(fā)現(xiàn)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比百公里節(jié)省油耗在0.3-0.5升左右。傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力使用機(jī)制需要時(shí)刻滿足液壓油的流量，否則就會(huì)導(dǎo)致助力缺失以及助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的磨損。而電動(dòng)助力系統(tǒng)不需要“隨時(shí)待命”，僅在轉(zhuǎn)向時(shí)才會(huì)產(chǎn)生電流，并且電流損耗還會(huì)受到車(chē)輛的速度、路況等因素的影響，在車(chē)輛速度較快路況較好的路段，對(duì)能量的損耗也相對(duì)較少，能夠顯著的節(jié)省汽車(chē)的能源消耗，提升其經(jīng)濟(jì)性。

3.2 滿足車(chē)輛性能現(xiàn)代化的需要

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠通過(guò)軟件對(duì)車(chē)輛的阻尼補(bǔ)償、摩擦系數(shù)進(jìn)行設(shè)定與調(diào)控，不僅能夠顯著的提升車(chē)輛的駕駛感，還能進(jìn)一步的降低車(chē)輛底盤(pán)懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度，提升轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并且電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛現(xiàn)代化需求能夠進(jìn)一步的滿足，如：車(chē)道偏離警告、方向盤(pán)抖動(dòng)穩(wěn)定、扭矩疊加穩(wěn)定控制等。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)的講解，讓人們對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器的分類(lèi)有著一定的了解，在此基礎(chǔ)上，在汽車(chē)生產(chǎn)中通過(guò)多轉(zhuǎn)向機(jī)與汽車(chē)副車(chē)架的接觸部位，可以采用隔振襯套的方式阻斷電機(jī)在工作運(yùn)行中產(chǎn)生的噪音，以此可以降低汽車(chē)的噪聲，并在汽車(chē)生產(chǎn)中全面使用電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]何宛芯，高天智，陳強(qiáng)，陸健發(fā)，胡澤華.淺談電動(dòng)賽車(chē)電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2020（08）：59-61.

[2]田小松，楊華，蔡先運(yùn)，顧淼.基于電磁感應(yīng)式的無(wú)線充電傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46（04）：53-56+60.