汽车转向助力分类

a
25
• 在这套系统里不再有
油液、管路，取而代
之的是直接干脆的电
子线路和设备，主要
组件有电控单元、车
速传感器、转矩传感
器、电动机等等，原
理也不复杂：传感器
把采集到的车速、转
角信息输送给ECU，
ECU决定电动机的旋
转方向和助力电流大
小，把指令传递给电
动机，电动机将辅助
动力施加到转向系统
中，这样实时调整的
a
21
• 驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传 感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小， 将电压信号输送到电子控制单元，电子控 制单元根据转矩传感器检测到的转距电压 信号、转动方向和车速信号等，向电动机 控制器发出指令，使电动机输出相应大小 和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动 力。汽车不转向时，电子控制单元不向电 动机控制器发出指令，电动机不工作。
a
23
• 技术优势
• 1、节能环保 由于发动机运转时，液压泵始终处于工作状态，液压转向系统使整个 发动机燃油消耗量增加了3％～5％，而EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，可 独立于发动机工作，EPS几乎不直接消耗发动机燃油。EPS不存在液压动力转向系统 的燃油泄漏问题，EPS通过电子控制，对环境几乎没有污染，更降低了油耗。
• 5、回正性好 EPS系统结构简单，不仅操作简便，还可以通过调整EPS控制器的软 件，得到最佳的回正性，从而改善汽车操纵的稳定性和舒适性。
a
24
• 主要结构
• 电动助力转向系统由转向传感装置、车速传感 器、助力机械装置、提供转向助力电机及微电脑 控制单元组成。
• 工作原理
• 微电脑控制单元根据转向传感装置和车速传感 器传出的信号，确定转向助力的大小和方向，并 驱动电机辅助转向操作。
a
16
• 电子液压助力的原理与机械液压助力基本 相同，不同的是油泵由电动机驱动，同时 助力力度可变。车速传感器监控车速，电 控单元获取数据后通过控制转向控制阀的 开启程度改变油液压力，从而实现转向助 力力度的大小调节。
a
17
a
18
• 电子液压助力拥有机械液压助力的大部分 优点，同时还降低了能耗，反应也更加灵 敏，转向助力大小也能根据转角、车速等 参数自行调节，更加人性化。不过引入了 很多电子单元，其制造、维修成本也会相 应增加，使用稳定性也不如机械液压式的 牢靠，随着技术的不断成熟，这些缺点正 在被逐渐克服，电子液压助力已经成为很 多家用车型的选择。
转向助力便得以实现。
a
26
准，路感直接，信息反馈丰富；液压泵由发动机驱动，转向动力充沛， 大小车辆都适用；技术成熟，可靠性高，平均制造成本低。 • 由于依靠发动机动力来驱动油泵，能耗比较高，所以车辆的行驶动 力无形中就被消耗了一部分；液压系统的管路结构非常复杂，各种控 制油液的阀门数量繁多，后期的保养维护需要成本；整套油路经常保 持高压状态，使用寿命也会受到影响，这些都是机械液压助力转向系 统的缺点所在。 •
即电动助力转向系统。电动助力转向系统是汽车 转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接 提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需 的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于 发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。 另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状 况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优 点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术， 将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的 液压转向系统。
助力转向的由来
• 早期汽车的转向是没有任何助力装置的，全靠驾 驶员体力作为转向的动力源，实际上我们现在也 偶尔能见到没有任何转向助力装置的车型，开过 这种车的朋友都会对其沉重的方向盘印象深刻， 为了减轻驾驶员负担，同时也有驾驶安全性等方 面的考虑，人们发明了转向助力系统。
a
1
机械转向系
a
2
转向系统的可以大致分为三个部分：转向操纵机构， 转向器，转向传动机构。转向操纵机构很好理解，就 是我们驾驶车辆时直接接触的部分，它把驾驶员的体 力传递到传向系统当中。
• 我们常见的助力转向有机械液压助力、电子液 压助力、电动助力三种。
a
8
机械液压助力
• 机械液压助力是我们最常见的一种助力方 式，它诞生于1902年，由英国人Frederick W. Lanchester发明，而最早的商品化应用 则推迟到了半个世纪之后，1951年克莱斯 勒把成熟的液压转向助力系统应用在了 Imperial车系上。由于技术成熟可靠，而且 成本低廉，得以被广泛普及。
a
12
• 常流式液压转向助力系统的转向油泵虽然始终工作，但液 压助力系统不工作时，油泵处于空转状态，管路的负荷要 比常压式小，现在大多数液压转向助力系统都采用常流式。 可以看到，不管哪种方式，转向油泵都是必备部件，它可 以将输入的发动机机械能转化为油液的压力。
a
13
• 机械液压助力优缺点： • 机械液压助力的方向盘与转向轮之间全部是机械部件连接，操控精
a
3
转向器的内容则有些复杂，它是整个转向系统中的核 心部件，而各种助力方式也是在这个部分实现的。转 向器的作用是放大驾驶员传递的力同时改变力的传递 方向，常见的形式有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲 柄指销式等等。
a
4
a
5
转向传动机构是从转向器到转向轮之间所有传动机械、 杆件的总称，它的作用是把转向器输出的力传递到转 向节上，从而实现转向轮的转向，同时让转向轮之间 的转角遵循一定的规律，保证轮胎和地面之间的相对 滑动控制在最低程度。
• 2、安装方便 EPS的主要部件可以配集成在一起，易于布置，与液压动力转向系统 相比减少了许多元件，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，元件数目少，装配方便，节约时间。
• 3、效率高 液压动力转向系统效率一般在60%～70%，而EPS的效率较高，可高达 90％以上。
• 4、路感好 传统纯液压动力转向系大多采用固定放大倍数，工作驱动力大，但却不 能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。而EPS系统的滞后特性可以通过 EPS控制器的软件加以补偿，使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。
a
6
总体而言，从原理上来说机械转向系统的结构是很好 理解的，就是用纯人力驱动各种机械结构的组合，通 过将人力放大、变向等步骤来操纵轮胎的转动。 这种系统的特点也是一目了然：结构简单，可靠性强， 但使用相当费力，稳定性、精确性、安全性无法保证。 于是，助力转向就成了必然。
a
7
助力转向
• 助力转向，顾名思义，就是通过增加外力来抵抗 转向阻力，让驾驶者只需更少的力就能够完成转 向，也称动力转向，英文为power steering，最初 是为了让一些自重较重的大型车辆能够更轻松的 操作，但是现在已经非常普及，它让驾驶变得更 加简单和轻松，并且让车辆反应更加敏捷，一定 程度上提高了安全性。
a
9
机械液压助力
• 大众捷达采用机械液压助力转向系统
a
10
• 机械液压助力系统的主要组成部分有液压 泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、 储油罐等等。这种助力方式是将一部分发 动机动力输出转化成液压泵压力，对转向 系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。
a
11
• 根据系统内液流方式的不同可以分为常压式液压 助力和常流式液压助力。常压式液压助力系统的 特点是无论方向盘处于正中位置还是转向位置、 方向盘保持静止还是在转动，系统管路中的油液 总是保持高压状态；而常流式液压转向助力系统 的转向油泵虽然始终工作，但液压助力系统不工 作时，油泵处于空转状态，管路的负荷要比常压 式小，现在大多数液压转向助力系统都采用常流 式。可以看到，不管哪种方式，转向油泵都是必 备部件，它可以将输入的发动机机械能转化为油 液的压力。
a
14
电子液压助力
• 1965年福特用旗下水星车型做试验性推广， 把名为“wrist-twist instant”的转向助力系统 装在了一批Park Lanes车型上，使得新车 的转向比达到15:1，使用起来非常省力，这 被认为是现代电子液压转向助力系统的雏 形。
来自百度文库
a
15
电子液压助力
• 由于机械液压助力需要大幅消耗发动机动 力，所以人们在机械液压助力的基础上进 行改进，开发出了更节省能耗的电子液压 助力转向系统。 这套系统的转向油泵不再 由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动， 并且在之前的基础上加装了电控系统，使 得转向辅助力的大小不光与转向角度有关， 还与车速相关。机械结构上增加了液压反 应装置和液流分配阀，新增的电控系统包 括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。
a
22
从结构、原理上看，电动助力转向系统的优点是显而易见的： 系统结构精简，质量小，占用空间少；只消耗电力，能耗低； 电子系统反应灵敏，动作直接、迅速。
不过电动机直接驱动转向机构，只能提供有限的辅助力度， 难以在大型车辆上使用；同时电子部件较多，系统稳定性、可靠 性都不如机械式部件；路感信息匮乏，实际驾驶中的操控乐趣大 大减少；以及成本较高等等，这些都是电动助力转向系统的劣势所在
a
19
电动助力
• 这项技术起源于日本的汽车厂商，1990年本田发 布了世界上第一款搭载可变齿比电动转向助力助 系统车型：NSX。相比1988年的铃木Cervo， NSX的系统更接近于当今意义上的电动转向力。
a
20
电动助力
• 什么是电动转向系统 • EPS就是英文Electric Power Steering的缩写，