电动助力转向系统.doc

电动助力转向系统 所谓电动转向（EPS），就是在机械转向系统中，用电池作为能源，电机为动力，以转向盘的转速和转矩以及车速为输入信号，通过电子控制装置，协助人力转向，并获得最佳转向力特性的伺服系统。EPS与液压动力转向相比具有：系统效率高，能量消耗少，路感好，回正性好，在发动机熄火或低速情况都可以正常工作，还可以明显的提高汽车的操纵轻便性和稳定性。EPS的构成和工作原理：EPS的构成如图d-zx-36所示：它由机械转向器、电动机、离合器、控制装置、转矩传感器和车速传感器组成。在操纵转向盘时，扭矩传感器根据输入力的大小产生相应的电压信号，由此EPS系统就可以检测出转向力的大小，同时根据车速传感器产生的脉冲信号又可测出车速，再用于控制电动机的电流，从而形成适当的转向助力。图d-zx-361.输出轴 2.减速器 3.扭杆 4.转距传感器 5.方向盘 6.输入轴 7.车速信号 8.电动机 9.控制电流 10.开关电流 11.离合器 12.小齿轮 13.齿条 14.拉杆 15.轮胎吉利多款车型将配装最新款EPS近日，记者从吉利集团了解到，该集团自主研发的最新款第六代电动助力转向装置（EPS）开始进入大批量应用阶段，年内将配装在远景、吉利金刚、自由舰等多款吉利车型上。吉利的这一举措将进一步提升吉利系列汽车的科技含量，增强其产品的竞争优势。 据吉利集团EPS技术专家介绍，吉利的第六代EPS为LG-1齿轮齿条型电动助力转向装置，这项成果已经在年底通过了省级科技创新验收，并列入省级技术创新项目。吉利于2004年6月成功研发出国内第一套拥有自主知识产权的EPS样品。该项目拥有国家两项发明专利、四项实用专利，填补了国内该领域的空白，并于同年9月份实现批量生产。在原来的技术基础上，吉利第六代EPS在助力性能、安全、环保等方面有较大提高，并且稳定性好。 一位长期关注我国汽车自主零部件发展的业内人士指出，EPS是当今世界发展的方向，也是研究热点，宝马Z4跑车的转向系统采用的就是EPS。长期以来，我国在EPS领域长期依赖进口，吉利在这一领域的突破彻底打破了这一尴尬的局面，而且现在的第六代即将实现大批量装车，吉利的努力值得肯定。 据了解，相对于液压助力转向（HPS），EPS具有其明显优势，如提高了汽车的主动安全性、减少了燃料消耗等。从安全性上看，电子助力转向的能源由于是来自发电机所发出的电能，所以只要发电机有电能存在，即便是汽车由于各种原因突然熄火，电子助力转向同样可以工作，确保车内人员的安全，这是液压转向系统所不能做到的。此外，EPS电动力的转动力矩会随着车速的提高而减小，当车速超过设定值时会停止工作，助力消失，避免了发飘，高速行驶时更加安全。由于EPS这样的工作特性，驾驶人员会感觉到开这样的车，方向感更好，方向更轻，高速时更稳，方向不发飘。如果不转向，则EPS就不工作，处于等待调用状态，所以也在一定程度上节省了油耗。EPS不存在渗油问题，消除了液压助力中液压油泄漏问题，可大大降低保修成本，减小对环境的污染，改善了环保性。电动转向器是在ECU控制下，通过对电机电流大小的变化进行控制，实现不同的转向助力，所以它能精确地实现人们预先设置在不同车速、不同转弯角度所需要的最佳转向助力。EPS有以下几方面的优点：提高了汽车操纵的稳定性、适宜的转向轻便性、降低了发动机功率损耗、降低油耗与污染、提高了转向系统的低温工作性能等。由于电动助力转向系统只需电力不用液压，与机械式液压动力转向系统相比较省略了许多元件。没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等，零件数目少，布置方便，重量轻。而且无“寄生损失”和液体泄漏损失。因此电动助力转向系统在各种行驶条件下均可节能80%左右，提高了汽车的运行性能。因此在近年得到迅速的推广，也是今后助力转向系统的发展方向。电动助力转向系统的优点如下： 1.效率可高达90以上，液压动力转向效率一般在60%70%： 2路感和回正性好，EPS结构简单，内阻小、回正性好，改善了汽车操纵稳定性： 3.能耗少。EPS只在转向时电机才提供助力，汽车油耗可降低3左右： 4.可独立于发动机工作，EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，与发动机无关； 5.对环境无污染。液压助力转向系统液压管路接头存在油泄漏问题且液压管路不可回收： 6.装配性好,易于布置，由于EPS主要部件（电机、减速器、传感器、电控单元等）可集成在一起，便于整车布置和装配： 7.应用范围少，主要用于轿车和轻型货车，对电动汽车、混合动力车、燃料电池车是最佳选择。EPS历史与现状 EPS系统首先是在微型轿车上发展起来的，其主要原因是狭小的发动机舱空间给液压助力转向系统的安装带来了很大的麻烦。EPS由于部件少，安装方便，非常适合在微型轿车上安装。 1988年2月，日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统，随后还应用在其Alto车上。此后，EPS在日本得到迅速发展，如大发汽车公司的Mira轿车、三菱汽车公司的Minica轿车、本田公司的雅阁轿车等都先后安装了EPS系统。 欧、美等国的汽车公司对EPS的开发研究比日本晚10年时间，但是开发的力度较大，目前也有一些公司开发了EPS系统并装车销售。美国的天合和德尔福等公司相继推出各自的产品，天合公司将航空技术应用于EPS系统的开发，于1996年推出自己EPS系统，并在福特Fiesta和马自达323F上进行试验：德尔福属下的Saginaw公司于1999年首次研制成功其电动助力转向系统产品E-Steerlm Electric PowerSteering.德国的ZF公司研制出装配于不同类型轿车的EPS系统。戴-克和西门子威迪欧两大汽车公司共同投资6500万英镑用于EPS的研究。 目前，我国部分高校和企业已经开始对EPS系统开展研究。1998年吉林大学在国内率先开展轿车EPS的研究，目前已做出样机并在捷达轿车、北斗星轿车和夏利2000纯电动轿车上进行了装车试验，取得了良好的试验效果。清华大学目前也开发出EPS样机并在昌河铃木CH6350轿车上试验运行。另外天津大学、北京科技大学、华中科技大学、江苏大学、合肥工业大学、武汉理工大学等院校也在开展EPS的研究。 另外南方航空动力机械公司已开发出EPS系统，并进行小批量道路试验，上汽集团泛亚技术中心正在于国外公司进行EPS系统研究的立项工作。目前，国内生产的昌河北斗星、大众途安、速腾、广州本田飞度、吉利豪情等轿车上已经安装了EPS系统。国外：宝马Z4跑车 从发展趋势看，电动助力转向系统的应用范围正从最初的微型轿车向更大型轿车、客车和货车方向发展。北京理工大学目前已经开展了电动大客车EPS系统的研究工作。 可以预见，在未来几年内，随着汽车对环保、节能和安全性要求的进一步提高，国内各大院校、研究所和企业必将掀起EPS研究的热潮。