【正文】 較廣，比如雨刷、車窗等部分，稍作改進就適應(yīng)了EPS的要求，因此研發(fā)周期較短，上世紀80年代末期就開始產(chǎn)業(yè)化，主要裝配在微型車上。雖然比日本晚了十年時間，但是歐美國家的開發(fā)力度比較大，所選擇的產(chǎn)品類型也有所不同。此后，EPS在日本得到迅速發(fā)展。因此在國外，EPS系統(tǒng)首先是在微型轎車上發(fā)展起來的。EPS系統(tǒng)可隨車速的高低主動分配轉(zhuǎn)向力，不直接消耗發(fā)動機功率，只在轉(zhuǎn)向時才起助力作用，保障發(fā)動機充足動力。EPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不僅操作簡便，還可以通過調(diào)整EPS控制器的軟件，得到最佳的回正性，從而改善汽車的操縱穩(wěn)定性和舒適性。而EPS系統(tǒng)的滯后性可以通過EPS控制器的軟件加以補償，是汽車在各種速度下都能得到滿意的轉(zhuǎn)向助力。(4）EPS路感好。(3）EPS效率高。(2）EPS裝配方便。由于發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，液壓泵始終處于工作狀態(tài)，液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使整個發(fā)動機燃油消耗量增加了3%~5%,而EPS以蓄電池為能源，以電機為動力元件，可獨立于發(fā)動機工作，EPS幾乎不直接消耗發(fā)動機燃油。電動助力轉(zhuǎn)向還有整體結(jié)構(gòu)緊湊、部件少、占用的空間尺寸小、質(zhì)量比液壓動力轉(zhuǎn)向約輕20%~25%以及汽車上容易布置等優(yōu)點。若液壓動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的油路進入空氣或者貯油罐油面過低，工作時將產(chǎn)生較大噪聲，在排除氣體之前會影響助力效果；而電動助力轉(zhuǎn)向僅在電動機工作時有輕微的噪聲。當(dāng)發(fā)動機出現(xiàn)故障停止工作時，液壓泵也不工作，結(jié)果也會喪失助力效能，這就降低了工作可靠性。兩者比較，電動助力轉(zhuǎn)向的燃料消耗率僅為液壓動力轉(zhuǎn)向的16%～20%。(10) 進行運動校核，保證轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動方向一致。(8) 轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調(diào)整機構(gòu)。(6) 操縱輕便。(4) 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時，由于運動不協(xié)調(diào)使車輪產(chǎn)生的擺動應(yīng)最小。(2) 汽車轉(zhuǎn)型行駛后，在駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤的條件下，轉(zhuǎn)向輪能自動返回到直線行駛位置，并穩(wěn)定行駛。 轉(zhuǎn)向系的設(shè)計要求(1) 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，全部車輪應(yīng)繞瞬時轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車輪不應(yīng)有側(cè)滑。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)市場上以HPS、ECHPS、EPS應(yīng)用為主。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車的一個重要組成部分，其性能的好壞將直接影響到汽車的轉(zhuǎn)向特性、穩(wěn)定性、和行駛安全性。汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計第1章 緒論 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介汽車轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行駛方向的機構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。它由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)組成。目前汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)主要有七大類：手動轉(zhuǎn)向技術(shù)（MS）、液壓助力轉(zhuǎn)向技術(shù)（HPS）、電控液壓助力轉(zhuǎn)向技術(shù)（ECHPS）、電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)（EPS）、四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)（4WS）、主動前輪轉(zhuǎn)向技術(shù)（AFS）和線控轉(zhuǎn)向技術(shù)（SBW）。電動助力轉(zhuǎn)向具有節(jié)約燃料、有利于環(huán)境、可變力轉(zhuǎn)向、易實現(xiàn)產(chǎn)品模塊化等優(yōu)點，是一項緊扣當(dāng)今汽車發(fā)展主題的新技術(shù)，他是目前國內(nèi)轉(zhuǎn)向技術(shù)的研究熱點。不滿足這項要求會加速輪胎磨損，并降低汽車的行駛穩(wěn)定性。(3) 汽車在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪都不得產(chǎn)生共振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動。(5) 保證汽車有較高的機動性，具有迅速和小轉(zhuǎn)彎行駛能力。(7) 轉(zhuǎn)向輪碰撞到障礙物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。(9) 在車禍中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤由于車架或車身變形而共同后移時，轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。 EPS的特點及發(fā)展現(xiàn)狀 EPS與其他系統(tǒng)比較對于電動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)(EPS)，電動機僅在汽車轉(zhuǎn)向時才工作并消耗蓄電池能量；而對于常流式液壓動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)，因液壓泵處于長期工作狀態(tài)和內(nèi)泄漏等原因要消耗較多的能量。 液壓動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的工作介質(zhì)是油，任何部位出現(xiàn)漏油，油壓將建立不起來，不僅失去助力效能，并對環(huán)境造成污染。電動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)不存在漏油的問題，只要蓄電池內(nèi)有電提供給電動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)，就能有助力作用，所以工作可靠。 電動助力轉(zhuǎn)向與液壓動力轉(zhuǎn)向比較，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時僅需克服轉(zhuǎn)向器的摩擦阻力，不存在回位彈簧阻力和反映路感的油壓阻力。 EPS的特點(1）EPS節(jié)能環(huán)保。EPS不存在液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的燃油泄漏問題，EPS通過電子控制，對環(huán)境幾乎沒有污染。EPS的主要部件可以集成在一起，易于布置，與液壓動力轉(zhuǎn)向相比減少了許多原件，沒有液壓系統(tǒng)所需要的油泵、油管、壓力流量控制閥、儲油罐等，原件數(shù)目少，裝配方便，節(jié)約時間。液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)效率一般在60%~70%，而EPS得效率較高，可高達90%以上。傳統(tǒng)純液壓動力轉(zhuǎn)向系大多采用固定放大倍數(shù)，工作驅(qū)動力大，但卻不能實現(xiàn)汽車在各種車速下駕駛時的輕便性和路感。(5）EPS回正性好。(6）動力性。（不像HPS液壓系統(tǒng)，即使在不轉(zhuǎn)向時，油泵也一直運轉(zhuǎn)處于工作狀態(tài)，降低了使用壽命） EPS在國內(nèi)外的應(yīng)用狀況國外EPS的發(fā)展之路：因為微型轎車上狹小的發(fā)動機艙空間給液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝帶來了很大的麻煩，而EPS原件比較少，重量輕，裝配方便，比較適合在微型轎車上安裝。上世紀80年代初期，日本鈴木公司首次在其Cervo轎車上安裝了EPS系統(tǒng)，隨后還應(yīng)用在其Alto車上。出于節(jié)能環(huán)保的考慮，歐、美等國的汽車公司也相繼對EPS進行了開發(fā)和研究。日本起初選擇了技術(shù)相對成熟的有刷電機。而歐美則選擇了難度較大的無刷電機，但是電子控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，延長了研發(fā)周期。從長遠發(fā)展看，有刷電機存在一定弊端，比如電機產(chǎn)生的噪聲較難克服，磨損較嚴重，存在電磁干擾等問題。國內(nèi)EPS的發(fā)展現(xiàn)狀：我國汽車電子行業(yè)的總體發(fā)展相對滯后，但是，隨著汽車對環(huán)保、節(jié)能和安全性要求的進一步提高，代表著現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向的EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已被我國列為高新科技產(chǎn)業(yè)項目之一，國內(nèi)各大院校、科研機構(gòu)和企業(yè)在進行EPS技術(shù)的研究，也有少數(shù)供應(yīng)商能批量提供轉(zhuǎn)向軸式的EPS系統(tǒng)。據(jù)悉，自主品牌研發(fā)的EPS系統(tǒng)離產(chǎn)業(yè)化就差整車廠批量裝車認可這一臺階了，相信很快就可以實現(xiàn)量產(chǎn)。 本課題的研究意義 隨著科技的發(fā)展和人們生活水平及環(huán)保意識的提高，汽車轉(zhuǎn)向助力肯定會向更輕便、更節(jié)能、更安全的方向發(fā)展，而本課題正是沿著這個方向?qū)ζ嚨霓D(zhuǎn)向系統(tǒng)進行了研究。本課題對該系統(tǒng)的進行了深入的研究，并將其應(yīng)用于實踐，這對于推動該系統(tǒng)的發(fā)展和最終的產(chǎn)品化應(yīng)用，對于推動機械、傳感器技術(shù)和電子器件制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于提高我國汽車電子化水平和加快轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有十分重要的意義。本章小結(jié)這一章介紹了現(xiàn)在應(yīng)用的汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)，并對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行了分析比較。第2章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總體組成 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機理及類型近年來，電動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)在乘用車上得到應(yīng)用，并有良好的發(fā)展前景。 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機理電動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)由機械轉(zhuǎn)向器與電動助力部分相結(jié)合構(gòu)成。其功能除用來傳遞來自轉(zhuǎn)向盤的力矩與運動以外，還有增扭、降速作用。與電動機連接的減速機構(gòu)有蝸輪蝸桿、滾珠螺桿螺母或行星齒輪機構(gòu)等，其作用也是降速、增扭。在車速達到某一設(shè)定值時，離合器分離，并暫時停止電動機的助力作用。當(dāng)電動機發(fā)生故障時，離合器也自動分離。單片式電磁離合器包括主動輪、從動軸、壓盤、磁化線圈和滑環(huán)等。汽車以較高車速轉(zhuǎn)向行駛，作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩將減小，以至于達到無需助力的程度，此時可設(shè)定：達到此車速時，電磁離合器停止工作。此后，在進行再進行轉(zhuǎn)向?qū)⒉淮嬖谥ψ饔?，直至電動機恢復(fù)工作為止。根據(jù)以上兩信號，控制器確定電動機的旋轉(zhuǎn)方向和助力轉(zhuǎn)矩的大小。電流控制電路將來自微機的電流命令值同電動機電流的實際值進行比較后生成一個差值信號，同時將此信號送往電動機驅(qū)動電路，該電路驅(qū)動電動機，并向電動機提供控制電流，完成助力轉(zhuǎn)向作用。這種布置方案的特點是：由于轉(zhuǎn)向軸助力式電動助力轉(zhuǎn)向的電動機布置在駕駛室內(nèi)，所以有良好的工作條件；因電動機