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汽车电动助力转向系统的分类及应用特点

2020-06-12裘诚

裘诚

摘 要:我国人们重要的出行交通工具是汽车。汽车成为人们生活出行的一部分,目前,我国对汽车的需求量也正在大幅度增长,所以汽车产业正处于快速发展的阶段,汽车产业在快速发展的同时也带动了国家经济的发展和增长。

关键词:电动助力转向系统;结构原理;噪音分析

近些年来,人们对于汽车驾驶舒适性的要求也越来越高,汽车企业对于这一现象也做出了相应的改变,不再是仅仅满足驾驶需求,而是变为满足客户的多样性需求,借此促进汽车销售量的增长。在这一大背景下,汽车转向技术不断发展进步,当下助力转向已经成为汽车的标准配置。当前,汽车市场上的助力转向系统可以分为液压转向和奠定转向以及电动电控液压转向系统。其中,对于电动助力转向系统在液压中的应用是较为广泛的,而且在传统的基础上做了升级改造。可以在使用中凭借其驾控舒适、节能环保、能耗较低及其布置简洁的优势,在激烈的市场竞争中获得了大量的订单,在汽车制造上得到普遍应用。

1 汽车电动助力转向系统的类别

当下市场上主要的使用的电动助力转向系统有三种类型,其中主要有齿条助力电动转向系统和齿轮助力式电动转向系统以及转向管柱助力式电动转向系统。对于不同类型的汽车电动助力转向系统适用于不同型号的车辆,要根据车辆的实际情况合理的挑选恰当的电动助力转向系统进行匹配。

1.1 齿条助力式电动转向系统(即R-EPS)

齿条助力式电动转向系统的扭矩是安装在转向齿轮上的,其转向助力较大,辅助驱动机构的存在也增加了电动转向系统在空间布置方面的弹性,更适用于大型车辆,例如箱式货车及其越野车,齿条助力式电动转向系统(即R-EPS)的研发满足了有更大转向助力需求的大型车辆的转向需求。

1.2 转向管柱助力式电动转向系统(即C-EPS)

安装在转向管柱上并与机械式转向机相连接的驱动机就是转向管柱助力式电动转向系统,转向管柱助力式电动转向系统的另一个简称就是C-EPS,这种连接方式可以有效增加发动机舱的空间,为发动机舱布置提供了方便,提高了发动机舱的使用率,但是管柱助力式电动转向系统也具有一定的缺陷。比如,电动机的助力传动系统都是必须要经过转向管柱这一零部件,同样该部件也承受了比较大的力,对驱动电机所传递力的大小产生了一定的限制作用。另外由于转向管柱助力式电动转向系统的驱动电机、减速机构以及ECU都将安装位置选择在了驾驶舱内,这一现象无疑会增加驾驶舱内的噪音,所以在对噪音没有明确要求以及载荷比较轻的小型轿车内大多数都应用转向管柱助力式电动转向系统。

1.3 齿轮助力式电动转向系统(即P-EPS)

齿轮助力式电动转向系统(即P-EPS)的使用是可以驱动电机在汽车转向齿轮上安装,驱动电机助力的传递需要通过蜗轮蜗杆减速机构。齿轮助力式电动转向系统(即P-EPS)的出现一定程度上替代了传统的液压助力转向系统,相较于传统的液压助力转向系统,这一系统具有更高的安全性、转向的精准性及其驾驶的舒适性,现在的中型乘用车上更多的使用齿轮助力式电动转向系统(即P-EPS),它比传统的液压助力转向系统有更大的转向助力而且还有更高的安全性,获得了大量中型乘用车车主的青睐[1]。

2 汽车电动助力转向系统的应用特点

2.1 齿条助力式电动转向系统(即R-EPS)的应用特点

随着汽车电动助力转向系统的研发,在轿车上得到了普遍应用,减少了污染的排放,节约了资金的投入。但是在中型及其大型轿车和货车的应用上,汽车电动助力转向系统的应用并不深入,对于这一现象,相关人员研发出了齿条助力式电动转向系统(即R-EPS)。这一汽车电动助力系统的转向加力装置是安装工作是在齿轮齿条壳体内的电机中进行的,通过电机轴和特制的滚珠丝杠机构,提供转向助力在齿条上。

2.2 齿轮助力式电动转向系统(即P-EPS)的应用特点

齿轮助力式电动转向系统(即P-EPS)的结构有减速齿轮及其扭矩传感器的存在,它的转向加力装置安装在发动机仓的下方,与汽车的排气管相接近。它的安装位置决定了齿轮助力式电动转向系统的材料及其结构需要具有防水性及其耐热性,也可以增添辅助的隔热装置[2]。

2.3 转向管柱助力式电动转向系统(即C-EPS)

C-EPS的另一个别称就是管柱式电动助力转向器,属于助力电机,由于C-EPS的优势,在汽车上得到了广泛的应用,其中C-EPS的优势主要有以下这几个方面:

第一,C-EPS的结构简单,方便操作,而且成本较低,装配工序也较为简单。

第二,C-EPS的使用范圍较广,适用于各种类型的汽车,而且将C-EPS应用在小型汽车上,更方便于汽车的改型。

第三,C-EPS的设备的性能比较稳定,既有较强的防水性和放热性这一特点。

3 EPS系统优点分析

3.1 节能效果显著

电动助力转向(EPS)系统与传统的液压助力转向系统相比对发动机的负荷较小,能够显著的提升汽车的经济性,极大的降低汽车燃油损耗,通过研究论证发现电动助力转向系统与传统液压助力转向系统相比百公里节省油耗在0.3-0.5升左右。传统的液压助力转向系统的助力使用机制需要时刻满足液压油的流量,否则就会导致助力缺失以及助力转向系统的磨损。而电动助力系统不需要“随时待命”,仅在转向时才会产生电流,并且电流损耗还会受到车辆的速度、路况等因素的影响,在车辆速度较快路况较好的路段,对能量的损耗也相对较少,能够显著的节省汽车的能源消耗,提升其经济性。

3.2 满足车辆性能现代化的需要

电动助力转向系统能够通过软件对车辆的阻尼补偿、摩擦系数进行设定与调控,不仅能够显著的提升车辆的驾驶感,还能进一步的降低车辆底盘悬架系统的设计难度,提升转向系统的稳定性。并且电动助力转向系统对车辆现代化需求能够进一步的满足,如:车道偏离警告、方向盘抖动稳定、扭矩叠加稳定控制等。

4 结束语

综上所述,通过对电动助力转向机的讲解,让人们对电动助力转向器的分类有着一定的了解,在此基础上,在汽车生产中通过多转向机与汽车副车架的接触部位,可以采用隔振衬套的方式阻断电机在工作运行中产生的噪音,以此可以降低汽车的噪声,并在汽车生产中全面使用电动助力转向系统奠定基础。

参考文献:

[1]何宛芯,高天智,陈强,陆健发,胡泽华.浅谈电动赛车电子助力转向系统的研究与设计[J].汽车实用技术,2020(08):59-61.

[2]田小松,杨华,蔡先运,顾淼.基于电磁感应式的无线充电传输系统设计与仿真[J].电子技术应用,2020,46(04):53-56+60.