電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的優(yōu)勢(shì)分析

由于動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置使轉(zhuǎn)向操作靈活輕便，增加了汽車設(shè)計(jì)中選擇轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的主動(dòng)性，并能吸收路面對(duì)前輪的沖擊，因此在各國(guó)汽車制造中得到了廣泛應(yīng)用。

傳統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的缺點(diǎn)

根據(jù)控制方式的不同，動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置分為傳統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置和電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。

傳統(tǒng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置具有固定的放大倍數(shù)，這在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計(jì)上存在一些缺陷：如果動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的固定放大倍數(shù)是基于汽車在停車或低速行駛時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的力度來(lái)確定的，那么動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的固定放大倍數(shù)會(huì)使汽車在高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的力度顯得過(guò)小， 從而不利于汽車高速行駛時(shí)的方向控制(反過(guò)來(lái)，如果以汽車的轉(zhuǎn)向力作為設(shè)計(jì)依據(jù)，就要確定動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的固定放大倍數(shù)。

這將非常困難。

控制電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的優(yōu)點(diǎn)

電子控制技術(shù)在汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中的應(yīng)用可以使汽車的行駛性能達(dá)到滿意的效果。也就是說(shuō)，汽車在低速行駛時(shí)，可以使轉(zhuǎn)向輕便靈活(中高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，還可以保證最佳的動(dòng)力放大倍數(shù)和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高高速行駛的操縱穩(wěn)定性。

電子助力轉(zhuǎn)向(EPS)，簡(jiǎn)稱電子助力轉(zhuǎn)向裝置，根據(jù)動(dòng)力源不同可分為液壓電子助力轉(zhuǎn)向裝置(液壓EPS)和電動(dòng)電子助力轉(zhuǎn)向裝置(電動(dòng)EPS)。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向裝置的基礎(chǔ)上，增加了電磁閥、速度傳感器和電子控制單元。電子控制單元根據(jù)檢測(cè)到的車速信號(hào)控制電磁閥連續(xù)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向助力的放大倍數(shù)，以滿足高、低速時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向助力的要求。電動(dòng)EPS以DC電機(jī)為動(dòng)力源，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速信號(hào)控制電機(jī)扭矩的大小和方向(電機(jī)的扭矩通過(guò)減速機(jī)構(gòu)由電磁離合器減小和增大，然后將力施加到轉(zhuǎn)向器上，從而獲得適合工況的轉(zhuǎn)向力。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將最新的電力電子技術(shù)和高性能電機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，可以顯著改善汽車的動(dòng)靜態(tài)性能，提高駕駛員的舒適性和安全性，減少環(huán)境污染。所以這個(gè)系統(tǒng)一提出，就引起了很多大汽車公司的關(guān)注，紛紛開(kāi)展研究。在未來(lái)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向?qū)⒊蔀檗D(zhuǎn)向系統(tǒng)的主流。與其他轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)如下：

1.油耗。

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓油泵，使得液壓油不斷流動(dòng)，浪費(fèi)了部分能量。相反，當(dāng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)需要轉(zhuǎn)向操作時(shí)，只需要電機(jī)提供的能量，能量可以來(lái)自電池，也可以來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)。而且能耗與方向盤的轉(zhuǎn)向和當(dāng)前車速有關(guān)。如果方向盤不轉(zhuǎn)，馬達(dá)就不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)需要轉(zhuǎn)向時(shí)，電機(jī)在控制模塊的作用下開(kāi)始工作，輸出相應(yīng)大小和方向的扭矩，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩。而且系統(tǒng)在車輛原地轉(zhuǎn)彎時(shí)輸出最大轉(zhuǎn)向扭矩，輸出扭矩也隨著車速的變化而變化。該系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了“按需供能”，是真正的“按需”系統(tǒng)。汽車在寒冷的冬天起步時(shí)，傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)反應(yīng)較慢，液壓油只有預(yù)熱后才能正常工作。由于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)，沒(méi)有液壓油管，對(duì)寒冷天氣不敏感，系統(tǒng)甚至可以在-40工作，因此提供了快速的冷啟動(dòng)。因?yàn)?p>在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，電動(dòng)助力機(jī)與助力機(jī)構(gòu)直接相連，使其能量可直接用于車輪轉(zhuǎn)向。該系統(tǒng)采用慣性減震器，使車輪的反向旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向前輪的擺振大大降低了耗水量。因此，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗干擾能力大大增強(qiáng)。與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，旋轉(zhuǎn)扭矩由電機(jī)產(chǎn)生，不存在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向遲滯效應(yīng)，增強(qiáng)了方向盤對(duì)方向盤的跟隨性能。

3.轉(zhuǎn)向和扶正特性得到了改進(jìn)。

時(shí)至今日，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能已經(jīng)達(dá)到極限，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扶正特性改變了這一切。當(dāng)駕駛員將方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，然后松開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)整，使方向盤回到中心。該系統(tǒng)還允許工程師使用軟件來(lái)最大程度地調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，以獲得最佳的對(duì)準(zhǔn)特性。從最低速度到最高速度，可以得到一系列回歸正常的特性曲線。通過(guò)靈活的軟件編程，很容易得到電機(jī)在不同車速、不同車況下的轉(zhuǎn)矩特性。這種扭矩特性可以顯著提高系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向能力，并提供與車輛動(dòng)態(tài)性能攝像機(jī)匹配的轉(zhuǎn)向?qū)?zhǔn)特性。然而，在傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)中，要改善這種特性，必須對(duì)底盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，這是很難實(shí)現(xiàn)的。

4.提高了操縱穩(wěn)定性。

當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，通過(guò)過(guò)度轉(zhuǎn)向來(lái)測(cè)試汽車的穩(wěn)定特性。通過(guò)采用這種方法，高速行駛(100km/h)的汽車被迫側(cè)翻一個(gè)過(guò)大的彎道。在短時(shí)間定位的過(guò)程中，微電腦控制使汽車具有更高的穩(wěn)定性，駕駛員感覺(jué)更舒適。

5.提供可變轉(zhuǎn)向輔助。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向力來(lái)自電機(jī)。通過(guò)軟件編程和硬件控制，可以獲得覆蓋整車速度的可變轉(zhuǎn)向力?？勺冝D(zhuǎn)向力取決于轉(zhuǎn)向扭矩和車速。無(wú)論停車時(shí)、低速行駛時(shí)還是高速行駛時(shí)，都能提供可靠可控的感覺(jué)，在停車場(chǎng)更容易操作。對(duì)于傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，獲得可變的轉(zhuǎn)向力矩是非常困難和昂貴的。為了獲得可變的轉(zhuǎn)向扭矩，必須增加額外的控制器和其他硬件。但在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，可變轉(zhuǎn)向力矩通常是寫入控制模塊的，可以通過(guò)重寫獲得。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用“最清潔”的電作為能源，完全取消液壓裝置，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不存在液體油的泄漏?？梢哉f(shuō)該系統(tǒng)順應(yīng)了‘綠色化’的趨勢(shì)。該系統(tǒng)沒(méi)有液壓油、軟管、油泵和密封件，因此避免了污染。然而，用于液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油管的聚合物不能回收利用，容易污染環(huán)境。

7.該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間小，布局方便，性能優(yōu)越。

由于系統(tǒng)有很好的模塊化設(shè)計(jì)，不需要重新設(shè)計(jì)、測(cè)試和加工不同的系統(tǒng)，不僅節(jié)約了成本，而且為設(shè)計(jì)不同的系統(tǒng)提供了很大的靈活性，更容易在生產(chǎn)線上組裝。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)上沒(méi)有機(jī)油泵、油管和皮帶輪，工程師有更大的空間來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的控制模塊可以與齒輪齒條一起設(shè)計(jì)，也可以單獨(dú)設(shè)計(jì)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的空間利用率極高。系統(tǒng)省略了安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的皮帶輪和機(jī)油泵，預(yù)留的空間可以用來(lái)安裝其他部件。很多消費(fèi)者在購(gòu)買車輛時(shí)都非常關(guān)心車輛的保養(yǎng)。裝有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車，沒(méi)有油泵和軟管連接，可以減少很多后顧之憂。事實(shí)上，在傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，液壓油泵和軟管的事故率占整個(gè)系統(tǒng)故障的53%，比如軟管漏油和油泵漏油。

8.生產(chǎn)線裝配得很好。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒(méi)有液壓系統(tǒng)所需的油泵、油管、流量控制閥、儲(chǔ)油箱等部件，所以pa的數(shù)量