【文章內容簡介】 小批裝車5萬3江淮A0轎車道路試驗完成8～10萬4五菱V1電動轎車道路試驗完成5萬5海馬M1電動轎車道路試驗完成5萬6奇瑞達成合作意向13萬7哈飛路寶達成合作意向3萬8雙環(huán)小貴族批量配套4 生產綱領和生產協(xié)作 生產綱領項目建成投產后年產汽車電動助力轉向系統(tǒng)20萬套，年銷售收入達到35000萬元。，2010年達產。生產綱領詳見表41：表41 生 產 綱 領 表序號產品名稱型號及主要規(guī)格年產量(輛)產值(萬元)備注單價總價1電動助力轉向系統(tǒng)ES3A100000175002電動助力轉向系統(tǒng)ES2A5000085003電動助力轉向系統(tǒng)ES3C500009000合計35000 產品主要特點（1）EPS的結構及工作原理電動助力轉向系統(tǒng)在不同車上的結構部件盡管不盡一樣，但是基本原理是一致的。它一般是由扭矩（轉向）傳感器、電子控制單元ECU,電動機、電磁離合器以及減速機構構成，其機構示意如圖1所示。 圖1 EPS結構示意圖其基本工作原理是：當轉向軸轉動時，扭矩傳感器將檢測到的轉矩信號轉化為電信號送至電子控制單元ECU，ECU再根據(jù)扭矩信號、車速信號、發(fā)動機轉速信號等進行計算，得出助力電動機的轉向和助力電流的大小，完成轉向助力控制，EPS系統(tǒng)控制框圖如圖2所示。 圖2 EPS系統(tǒng)控制框圖（2）EPS的電流控制技術 助力控制是在轉向過程（轉向角增大）中為減輕轉向盤的操縱力，通過減速機構把電機轉矩作用到齒輪齒條轉向器上的一種基本控制模式。步驟如下： 輸入由車速傳感器測得的車速信號；輸人由轉向盤轉矩傳感器測得的轉向盤力矩大小和方向；根據(jù)車速和轉向盤力矩，由助力特性得到電動機目標電流；通過電動機電流控制器控制電動機輸出力矩。在這一基本控制過程中，助力特性曲線確定系統(tǒng)的控制目標，決定著EPS系統(tǒng)的性能。EPS的助力特性曲線屬于車速感應型，輸入相同轉向盤力矩值，對應的電機目標電流隨車速的增加而降低，能較好地兼顧原地轉向輕便性與高速路感的要求。 （3）回正控制技術當汽車以一定速度行駛時，由于轉向輪主銷后傾角和主銷內傾角的存在，使得轉向輪具有自動回正的作用。隨著車速的提高，回正轉矩增大，而輪胎與地面的側向附著系數(shù)卻減小，二者綜合作用使得回正性能提高。駕駛員松開轉向盤后，隨著作用在轉向盤上的力的減小，轉向盤將在回正力矩的作用下回正。在轉向盤回正過程中，有兩種情況需要考慮：，引起轉向盤位置超調；，轉向盤不能回到中間位置。對前一種情況，可以利用電動機的阻尼來防止出現(xiàn)超調。后一種情況需要對助力進行補償，以適當增加回正能力。 根據(jù)轉向盤轉矩和轉動的方向可以判斷轉向盤是否處于回正狀態(tài)。回正控制的內容有：低速行駛轉向回正過程中，EPS系統(tǒng)H橋實行斷路控制，保持機械系統(tǒng)原有的回正特性；高速行駛轉向回正時，為防止回正超調，采用阻尼控制。（4）阻尼控制技術阻尼控制是針對汽車高速直線行駛穩(wěn)定性和快速轉向收斂性提出的。汽車高速直線行駛時，如果轉向過于靈敏、“輕便”，駕駛員就會有通常說的 “飄”的感覺，這給駕駛帶來很大的危險。為提高高速行駛時駕駛的穩(wěn)定性，提出在死區(qū)范圍內進行阻尼控制，適當加重轉向盤的阻力，最終體現(xiàn)在高速行駛時手感的“穩(wěn)重”。汽車高速行駛時，由于路面偶然因素的干擾引起的側向加速度較大，傳到方向盤的力矩比低速行駛時要大，為了抑制這種橫擺振動，必須采用阻尼控制；此外，轉向盤轉向后回到中間位置時，由于電機的慣性存在，在不加其他控制情況下，助力系統(tǒng)的慣性比機械式轉向系統(tǒng)的慣性大，轉向回正時不容易收斂，此時，也需采用阻尼控制。采用阻尼控制時，只需將電機輸出為制動狀態(tài)，就可使電動機產生阻尼效果。（5）關鍵部件技術特點 產品總體要求是可靠性高、重量輕、各部件綜合匹配性能好，各部件主要特點如下：扭矩傳感器：靈敏度高，系統(tǒng)匹配要求高；電控單元（ECU）：多參數(shù)、智能化、可靠性高、抗電磁干擾能力強；助力電機：低轉速、大扭矩、小慣量、微型化；電磁離合器：轉力大、抗磨損、微型化、響應快；減速機構：傳動比大、傳動精度高、雙向受力、體積小、耐磨損；齒輪齒條轉向器：傳動精度高、抗磨損；安全吸能管柱：具有吸收因意外事故產生的沖擊能量，保護駕駛員的安全。 主要參數(shù)電動助力轉向系統(tǒng)主要由ECU控制器、轉向管柱、齒輪齒條轉向器、扭矩傳感器、直流電機、中間軸組成。主要參數(shù)如下：表42 EPS系統(tǒng)計數(shù)參數(shù)表（基本型）部件名稱參數(shù)類別參數(shù)EPS系統(tǒng)助力電流特性曲線對稱度≥90%遲滯(Nm)≤沖擊試驗(性能)電流響應時間（ms）≤10ms方向盤轉角≤3176。正逆轉試驗空載力矩(Nm)≤波動量(Nm)≤直流電機類型永磁型額定電壓(V)DC12額定扭矩()16 額定電流(A)30額定轉速（rpm）1050噪聲(dB)≤68非工作狀態(tài)（Nm）空載轉矩≤2波動量≤輸入、輸出扭矩特性曲線對稱度≥98%電磁兼容等級A級ECU控制器控制方式單片機額定電壓(V)DC12工作電壓范圍(V)9～16過載保護電壓（V）16輸出控制信號對稱度≥95%自檢、報警功能過流、過溫、過壓、欠壓及各部件輸入信號異常等故障代碼存儲形式EEPROM電流反饋響應時間（ms）≤3ms電磁兼容等級≥Ⅱ級齒輪齒條轉向器行程mm傳動比模數(shù)mm管柱減速機構模數(shù)mm2速比：1蝸桿頭數(shù)2壓力角14176。30′ 物料需求與供應本項目所需原材料與外購件如表43所示：表43 主要原材料及外購件表序號名 稱單位數(shù)量主要供應單位備注1鋼材噸寶鋼、大冶2電機萬件20樂清吳林電器有限公司3扭矩傳感器萬件20福州世新電子有限公司4下傳動軸萬件 20無錫格爾頓傳動軸有限公司5殼體萬件20荊門航特有色金屬鑄造有限公司6齒條萬件20上海北特汽車零部件有限公司7中部球頭節(jié)組件萬件40索密克汽車配件有限公司8外部球頭節(jié)組件萬件40索密克汽車配件有限公司9密封件萬個140安徽中鼎密封件股份有限公司5 項目內容和建設方案 項目組成和主要內容本項目主要建設汽車電動助力轉向系統(tǒng)生產線，建設內容包括新建7200㎡的鋼結構廠房作為EPS項目廠房；購置國內外先進生產設備、檢測和試驗儀器274臺/套。 工藝方案和關鍵設備 工藝原則和工藝流程（1）本生產車間分上下兩層，不設空中起重運輸設備。（2）在新增設備選型方面，力求先進、高效與適用、經濟相結合，綜合考慮工藝設備投資的實用性和經濟性。（3）工藝流程ECU控制器裝配試驗工藝外觀檢查→燒寫分模塊測試程序→主電路板上電檢測→副電路板上電檢測→接插件電裝→總成電裝→子功能模塊性能測試→燒寫老化測試程序→高溫老化試驗→燒寫最終程序→出廠性能試驗→PCB表面涂裝→終檢→包裝電動助力轉向系統(tǒng)管柱1）EPS蝸輪加工工藝路線：數(shù)控車→清洗→蝸輪壓入→滾齒加工→數(shù)控車端面去毛刺→磨合試驗→清洗→分組試驗2）EPS輸出軸加工工藝路線：研中心孔→磨外圓→8條滾道滾齒加工→熱處理→磨外圓→滾外花鍵→滾螺紋→鏜軸套孔→鏜扭桿孔→測P點→精磨滾道→磁力探傷→清洗3）EPS殼體加工工藝路線：立加加工蝸桿腔→立加加工傳感器腔→攻絲→攻絲→攻絲→攻絲→清理內腔→清洗4）裝配清洗→軸套壓入→蝸輪蝸桿分組→扭桿配鉆→組滑塊→對中配鉆→輸入軸注塑→安裝座注塑→后裝配→電壓調中→磨合試驗→正逆轉試驗→綜合性能試驗→噪音試驗→外觀綜合檢查→裝箱電動助力轉向系統(tǒng)齒輪齒條1）殼體兩端孔及調整孔加工→齒輪孔加工→安裝孔加工→外徑車削→交叉部拋光→清洗2）上殼體端面加工→內徑精加工→端面精加工→安裝孔座窩加工→油孔加工→去毛刺→清洗→內徑輥光→清洗→高壓清洗→氣密性試驗3）齒條Φ12深孔加工→一端加工→另一端加工→兩端切槽加工→Φ4孔加工→活塞槽加工→去毛刺→軸部淬火前清洗→軸部高頻淬火→軸部校直→外徑粗加工→外徑精加工→銑齒頂面→齒部加工→去毛刺→齒部淬火前清洗→齒部淬火→全部回火→齒部校直→齒背拋光→軸部精磨→磁力探傷→旋壓→砂帶拋光→清洗4）齒輪研中心孔→滾齒→去毛刺→剃齒→去毛刺→清洗→高頻淬火、回火→校直→磨外圓→拋光大端軸承外圓→大端鉆孔、車端面→鉸內孔、鉸孔→滾絲→鉆鉸銷子孔→去毛刺→探傷→清洗5）裝配齒輪總成、上殼體組件清洗→皮碗壓入→軸承壓入→扭桿件壓入→支撐套總成組裝→齒條筒壓入→鉚壓→安裝座套壓入→殼體齒條筒組件清洗→齒條筒皮碗壓入→殼體軸承壓入→齒條涂油→齒條清洗插入→前裝配→氣密性試驗→磨合→間隙調整→耐壓試驗→正逆轉試驗→比例負荷試驗→刻字→后裝配→終檢 工藝說明和設備選用（1）車間任務：本車間負責20萬套乘用車電動助力轉向系統(tǒng)的加工、檢測試驗、裝配任務。（2）工作制度和年時基數(shù)本車間生產采用兩班工作制，全年工作251天，每班工作8小時；工人年時基數(shù)1830h，設備年時基數(shù)3820h。（3）車間組成車間一層布置EPS管柱蝸桿線、上蓋、蝸輪線、輸出軸線、殼體線、EPS齒輪齒條上殼體線、殼體線、齒輪線、齒條、齒條套筒線、轉向軸線及齒條線等加工生產線；二層布置ECU裝配、檢測、試驗線、管柱裝配線、齒輪齒條裝配線、物流中心及辦公室、工具室等輔助部門。（4）其它工藝說明通過本次建設新建EPS管柱裝配、蝸輪、蝸桿、上蓋、殼體、輸出軸加工線；EPS齒輪齒條上殼體、殼體、齒輪、齒條、齒條套筒、軸套、轉向軸、對中配鉆、裝配試驗共14種零（組）件生產線。重點解決蝸輪、蝸桿齒部加工精度和效率；殼體兩端孔及調整孔、上殼體內孔的尺寸精度和位置精度；齒輪齒條齒部加工精度和熱處理強度；ECU控制器的檢測、調試形成模塊化設計、配套。1）蝸桿軸的材料為40Cr，齒部精度、粗糙度要求高，漸開線花鍵為外聯(lián)接尺寸，它的加工質量直接影響到扭矩傳感器的輸出力矩。2）蝸輪組件為尼龍齒內塑壓45鋼套組成。對蝸輪的齒形和粗糙度有較高的要求，且塑壓為特殊工藝，不能有填充不滿和氣孔等缺陷。3）殼體類零件的材料為鑄鋁，毛坯外形結構復雜，位置度要求高，內孔配合緊湊，加工精度要求高。安裝孔和安裝平面為外聯(lián)尺寸，也是整個殼體的加工基準，它的加工質量直接影響到其它工序的加工質量和最終尺寸的保證；齒條孔和齒輪孔為相交空間，形位公差要求高。4）齒輪材料為42CrMo，為助力轉向系統(tǒng)的主要受力和傳動部件，與齒條嚙合輸出轉向力，并將車輪受力信息傳導至ECU，齒部強度、韌性、齒面粗糙度要求高，其性能的好壞直接影響轉向系統(tǒng)的可靠性。5）齒條材料為S45C，為助力轉向系統(tǒng)的主要受力和傳動部件，與齒條嚙合輸出轉向力，并反饋車輪受力信息，齒部強度、韌性和齒面粗糙度要求高，其性能好壞直接影響到轉向系統(tǒng)的可靠性；外圓粗糙度要求高，其加工精度直接影響車輛轉向的平穩(wěn)性。6）ECU控制器是電動轉向系統(tǒng)的核心部件，所有的助力指令都從控制器發(fā)出，其性能和穩(wěn)定性直接關系到轉向系統(tǒng)的助力效果和總體質量，需要多次檢測、試驗，提前發(fā)現(xiàn)制造缺陷。（5）設備選用本項目選擇設備堅持以下原則：實用型原則，首先考慮選用的設備在生產過程中能否完成生產任務，保證產品質量并且能夠在一定范圍內應對產量變化?？煽啃栽瓌t，選用設備認真考慮三個方面：一是設備能夠穩(wěn)定工作，故障率低。二是設備性能好，精度高，能充分保證產品質量的可靠。三是具有良好的售后服務?？砂l(fā)展性原則，考慮選用設備能夠有較大的升級空間，能夠在相對長的時間內滿足新技術的應用，不至于很快過時。經濟性原則，選用設備時要考慮下列兩方面，一是設備本身具有良好的性價比，二是設備的能耗低，節(jié)約能源，降低成本。通過對設備的選型、比較并經過對許多同行生產企業(yè)所采用的工藝設備使用情況的調研，本項目根據(jù)企業(yè)發(fā)展規(guī)劃，結合電動助力轉向系統(tǒng)生產線規(guī)模和電動助力轉向系統(tǒng)工藝流程，共購置國內外先進生產設備274臺（套），其中國產設備234臺（套），進口設備40臺（套），設備購置明細詳見附表1。主要設備購置理由如下表：表51 主要國產設備購置理由表序號設備名稱型號及規(guī)格數(shù)量用于生產線選用理由1數(shù)控滾齒機Y3116CNC1蝸輪加工線內齒精度、粗糙度要求高，該設備加工效率高，可以保證生產節(jié)拍2數(shù)控磨床MK16203502蝸桿加工線，齒面精度要求較高，3數(shù)控磨床MK16203506輸出軸線從工藝路線可知，輸出軸熱處理前需要磨外圓；、必須精磨；。為保證生產節(jié)拍，以上三個工位各需要2臺設備4高頻淬火機組專機1輸出軸線輸出軸需要進行高頻淬火，根據(jù)生產節(jié)拍及零件尺寸選用5管嘴焊接專機1齒條筒線為保證齒條筒和管嘴的聯(lián)接強度，防止產生焊接裂紋6高頻淬火回機專機1齒條線因為齒條受力情況惡劣，需要進行整體淬火，保證必要的強度，回火以提高齡間的切削加工型7齒部淬火回火機SO850H(T)1齒條線由于齒條齒部要求硬度較高，心部韌性良好，需要對齒部進行淬火，滿足使用性能8砂