电动汽车电动助力转向系统的助力方式

2013-04-17 15:43:51   来源:   评论:0   点击:   [收藏]

  按照助力电机在转向系统中具体作用位置的不同,电动汽车电动助力转向系统(EPS)系统可以分为三类:转向柱助力型(Column-EPS,C-EPS)、小齿轮助力型(Pinion-EPS,P-EPS)和齿条助力型(Rack-EPS,R-EPS),分别如...

  按照助力电机在转向系统中具体作用位置的不同,电动汽车电动助力转向系统(EPS)系统可以分为三类:转向柱助力型(Column-EPS,C-EPS)、小齿轮助力型(Pinion-EPS,P-EPS)和齿条助力型(Rack-EPS,R-EPS),分别如图7-2~图7-4所示。

电动汽车技术

  C-EPS系统的助力电机及减速机构配置在转向柱上,这类EPS系统的开发是最早的,应用最为广泛。P-EPS的助力电机及减速机构配置在小齿轮上,又可分为普通单小齿轮助力型和双小齿轮布置助力型(DP-EPS)。双小齿轮布置与普通P-EPS相比,其空间布置具有更多的灵活性,方便转向系统在不同车辆上通用。R-EPS的助力电机及减速机构配置在齿条上,助力电机通过减速机构将助力转矩加载到齿条上,图7-4a和4b所示是较常见的类型。图7-4c所示为直接驱动型R-EPS,其助力电机与齿条同轴布置,电机的助力转矩通过齿条箱内的滚珠丝杠直接驱动齿条,助力反应最为迅速。

电动汽技术

  三大类型电动汽车电动助力转向系统有以下几个方面的特点:

  (1)助力性方面  在C-EPS和P-EPS中,由于转向盘输入转矩与电机助力转矩需要同时通过转向器的小齿轮向齿条传递,受到小齿轮的刚度与强度限制,助力转矩值不能很大,因此多用于小型汽车中。R-EPS可通过减速机构直接向齿条提供助力转矩,小齿轮只传递转向盘输入转矩,因此R-EPS提供的助力转矩比C-EPS、P-EPS大,使其在中大型车辆上的应用成为可能。

  (2)响应和舒适性方面  在转向系统中,从转向盘到转向轮的各零部件之间存在间隙,且在传递转矩时会出现一定变形,因此助力转矩输入位置到转向轮的距离,会影响助力系统的响应速度。C-EPS的助力作用在转向柱,离转向轮最远;P-EPS的助力作用在小齿轮,离转向轮较近;R-EPS的助力转矩直接作用于转向齿条,助力反应最为迅速准确,使电动汽车电动助力转向系统具有更优异的操纵感。另外与C-EPS相比,P-EPS和R-EPS的助力电机、控制器及传感器等电气电子器件都安装在发动机舱内,可以有效屏蔽转向系统噪声。

  (3)安全性方面  因为C-EPS的助力减速机构和传感器等都安装在转向轴上,减少了车辆发生碰撞时的能量吸收空间,不利于转向管柱吸能结构的设计。P-EPS和R-EPS的转向柱设计可同传统液压转向系统(HPS)一样,具有更多的空间用于安全吸能结构,因此P-EPS和R-EPS比C-EPS具有更好的安全性。

  (4)安装空间方面  C-EPS系统结构紧凑,其助力电机、减速机构、传感器及控制器等常采用一体化设计,安装到中小型车辆上最为简便。另外,双小齿轮布置的P-EPS及采用两级减速机构的R-EPS,其动力辅助单元可在齿条上灵活设计,增加了配置自由度。

  (5)成本方面  C-EPS开发早,成本低,一般应用于小型和微型车辆中。P-EPS和R-EPS成本较高,多用于中高级车辆中,其电机、控制器及传感器等电器件大都安装在发动机舱内,耐热、防水等要求比C-EPS高,会增加成本。

 

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