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随速助力转向系统:低速助力大高速助力小

发布日期:2011/12/10
来源:腾讯/ 余姚汽车网


电动助力

电动助力转向系统(Electric power steering 简称EPS or EPAS ) )也是上世纪90年代后期开始才逐渐应用到量产车上的转向技术,与液压助力系统一样,仍然是基于齿轮齿条式转向机构而来,只不过助力机构由复杂的液压机构变成了依靠电动机产生助力的系统

电动助力转向系统的结构非常简单,没有了液压泵、储液罐、液压管路和转向柱阀体结构,而是由传感器、控制单元和助力电机构成。在转向柱位置安装了转矩传感器,当方向盘转动时,转矩传感器探测到转动力矩,并将之转化成电信号传给控制器,车速传感器也同时信号传给控制器,控制器运算够供给电机适当的电压,驱动电机转动,电动机通过减速机构将扭矩放大推动转向柱或转向拉杆运动,实现助力。其根据速度可变助力的特性能够让方向盘在低速时更轻盈,而在高速时更稳定。

随速助力转向系统:低速助力大高速助力小

电动助力

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电动助力

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电动助力

电动助力转向根据作用位置的不同主要有两种结构。这两种结构分别是对转向柱和转向拉杆施加助力。对转向柱施加助力的电动助力结构,是将助力电机(带有减速机构,起放大扭矩作用)直接接驳在转向柱上,电机输出的辅助扭矩直接施加在转向柱上,相当于电机直接帮助我们转动方向盘。

另一种结构是将助力电机布置在转向拉杆上,直接用助力电机(带有减速机构,起放大扭矩作用)推动拉杆帮助车轮转向,这种结构更加紧凑,并且便于布置,目前使用比较广泛。而且这种结构相对第一种结构而言,方向盘转向部分与电机辅助是相对独立的,路面的信息能够很好的通过轮胎、齿轮齿条机构回馈至方向盘处,较第一种结构拥有更加清晰的“路感”,更好的兼顾了驾驶乐趣。目前在国内,我们熟悉的第六代高尔夫、睿翼都采用了这种结构的电动助力转向系统。

这种电动式EPS是利用直流电动机作为动力源,当汽车转向时,转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向,这些信号会通过数据总线发给电子控制单元,电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号,向电动机控制器发出动作指令,从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩,产生助力转向。如果不转向,则本套系统就不工作,处于standby(休眠)状态等待调用。

随速可变电动助力

以电子马达提供助力的电动助力转向系统在执行效率和响应速度方面都是液压助力系统所不能比拟的。而且,与车辆系统总线连接的控制单元能够让这套系统发挥更多的作用,我们熟悉的“自动泊车”功能中车辆之所以能够自动转向,就是依靠行车电脑与电动助力转向系统的联动实现的。

电动助力转向系统的优劣

相比液压助力转向系统,电动助力转向有诸多优势:

1.其结构简单紧凑,制造成本低,工艺相对简单,后期的维护和保养也更加简单。

2.系统损耗低(不会像液压助力一样有助力液损耗),运行噪音低,不会有液压泵或电子泵运转的噪音,提升舒适性

3.助力力度能够随速可变,满足车辆高速和低速行驶时对助力大小的不同需求,响应速度较液压助力系统更快更直接。

4.同时,电动助力转向有着良好的经济性,纯电能驱动,较机械液压助力能耗低。

5.它可与其它电子系统联用。在一些高端车型上,电动助力转向与其他系统共享总线数据,与可变阻尼悬挂、电子稳定系统等电子系统联动,提升车辆的操控性能和主动安全表现。

当然,它也有一些缺点,首先是可靠性的问题,虽然现在电动助力转向技术已经非常成熟,但是电子系统还是要比纯机械结构“娇气”一些。其次,就像电子液压助力系统一样,电动助力转向遇到的仍然是功率的瓶颈问题,对于目前的大多数车辆来说,使用的都是12V的电源系统,能够带动的助力电机功率有限,虽然可以通过搭配不同的减速机构改变助力电机的承载能力,适应范围较电子液压助力更广,但是改变范围毕竟有限,对于转向负荷较大的大型车辆来说,电动助力仍然有些力不从心,只有在搭载高容量电池的混合动力车或电动车这类车型上上,才能够有希望匹配大功率的助力转向电机。