双齿轮电动助力转向系统

第1章绪论1.1电动助力转向系统概述随着科学技术的飞速发展，汽车各方面的性能都有了很大的发展，但同时人们对汽车的性能也有了更高的要求。

为了取得更好的汽车性能，充分利用机械和电子两方面的优势，提供机电一体化的解决方案，日益被业界人士推崇为有效的应对策略。

虽然汽车是机械技术的完美再现，但是由于机械技术在短期内不会再有很大的突破，而电子技术正越来越体现出其相对而言更优越的地方，所以研制机、电相结合的汽车相关部件正成为当前的主要趋势。

转向系统作为汽车的一个重要组成部分，也同样顺应这样的发展趋势。

就目前而言，应当说也已经找到了比较完美的解决方案。

汽车助力转向系统是用于改变或保持汽车行驶方向的专门机构。

其作用是使汽车在行驶过程中能够按照驾驶员的意图，适时地改变其行驶方向，能与行驶系统配合共同保持汽车持续稳定地行驶。

汽车方向盘助力系统经历了从机械助力到液压助力(hydraulic Power steering HPS)再到电子液压助力系统(electric hydraulic power steering EHPS)这三个阶段的演变。

经过多年的探索，电动助力转向（Electric Power Steering ，简称EPS）作为一种全新的动力转向模式走入了业界的视野，并且很快成为动力转向系统研究与开发的的热点。

由于电动助力转向系统相对于液压动力转向系统有着诸多的优点，因此电动助力转向系统及其相关配套的部件的研究与开发正愈来愈备受各主要汽车生产企业的青睐。

电动助力转向系统（EPS，Electric Power Steering）是未来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，电动助力转向系统还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。

正是因为由于有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，部分取代了液压动力转向系统(Hydraulic Power Steering，简称HPS)。

电动助力转向系统工作原理
电动助力转向系统利用电动助力转向器和感应器来提供转向力矩，使驾驶员在转向时更加轻松。

它的工作原理如下：
1. 传感器：电动助力转向系统中包含速度传感器、转角传感器和转向助力传感器等多种传感器。

这些传感器能够感知车辆的速度、转向角度和驾驶员的转向力输入。

2. 控制单元：转向系统的控制单元接收传感器提供的数据，并根据这些数据计算出合适的助力转向力矩。

3. 电机：转向系统中的电机是实现转向助力的关键部件。

电机通常为直流无刷电机，通过控制单元的指令来提供适当的转向助力力矩。

4. 齿轮箱：电机的输出力矩通过齿轮箱传递给转向机构。

齿轮箱根据驾驶员的转向力输入和电动助力力矩的要求，提供相应的转向助力力矩。

5. 助力转向器：助力转向器是将转向力矩传递给车轮的设备。

它通过机械传动将转向力矩转化为足够大的力矩，以方便控制车辆的转向。

整个系统在驾驶员转动方向盘时开始工作。

根据车辆的速度和转向角度，传感器将数据传输给控制单元。

控制单元根据这些数据计算出需要的助力转向力矩，并发送指令给电机。

电机根据指令提供相应的力矩输出，通过齿轮箱传递给助力转向器。

助力转向器将转向力矩传递给车轮，从而帮助驾驶员完成转向操作。

总结而言，电动助力转向系统通过传感器感知车辆的运动状态并计算出合适的助力转向力矩，然后通过电机和齿轮箱将力矩传递给助力转向器，最终帮助驾驶员轻松进行转向操作。

新能源汽车电动助力转向系统的工作原理大家好，今天我要给大家讲解一下新能源汽车电动助力转向系统的工作原理。

我们要明白什么是电动助力转向系统。

电动助力转向系统，简称EPS,是一种利用电机提供动力辅助的转向系统。

它可以减轻驾驶员的驾驶负担，提高行驶舒适性和安全性。

那么，电动助力转向系统是如何工作的呢？接下来，我将从三个方面来给大家详细介绍。

一、电动助力转向系统的结构电动助力转向系统主要由以下几个部分组成：电机、减速器、传感器、控制器和执行器。

下面，我将逐一给大家讲解这些部分的作用。

1. 电机电机是电动助力转向系统的核心部件，它负责将电能转化为机械能，为转向提供动力。

电机的输出功率大小直接影响到转向的响应速度和力度。

2. 减速器减速器是连接电机和执行器的部件，它的作用是将高速运转的电机转速降低，以便更好地控制转向力度。

减速器的种类有很多，常见的有齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等。

3. 传感器传感器是用来检测车辆行驶状态的装置，它可以将转向角度、车速等信息传递给控制器。

常见的传感器有霍尔传感器、磁电感应传感器等。

4. 控制器控制器是电动助力转向系统的大脑，它根据传感器采集到的信息，对电机进行控制，以实现最佳的转向效果。

控制器的性能直接影响到转向系统的稳定性和可靠性。

5. 执行器执行器是将控制器发出的指令转化为实际动作的部分，它负责驱动车轮转动，从而改变车辆的行驶方向。

执行器的种类有很多，常见的有电子液压助力转向器、电子机械助力转向器等。

二、电动助力转向系统的工作过程电动助力转向系统的工作过程可以分为以下几个阶段：1. 感知阶段当驾驶员转动方向盘时，传感器会感知到这一动作，并将相关信息传递给控制器。

这个阶段的目的是确保传感器能够准确地捕捉到驾驶员的操作意图。

2. 计算阶段控制器根据传感器采集到的信息，结合车辆的实际状态(如车速、发动机转速等),计算出最佳的电机输出功率和转矩。

这个阶段的目的是确保电动助力转向系统能够根据驾驶员的需求和车辆的实际情况，提供合适的转向助力。

电动助力转向系统（Electric Power Steering，缩写EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，汽车电动助力转向电机主要结构由驱动电机、齿轮箱组装而成，具备减速功能；驱动电机提供高速低力矩转速输出，齿轮箱连接驱动电机，将驱动电机输出的高速转速降低，同时提升力矩，达到理想传动效果；为了更好的满足客户需求，通常采用定制电动助力转向系统电机齿轮箱技术参数服务，研发、设计、制造汽车驱动器齿轮箱、电动助力转向系统电机服务。

汽车电动助力转向电机齿轮箱技术参数：
电机齿轮箱直径分为：3.4mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、18mm、20mm、22mm、28mm、32mm、38mm；
齿轮箱材质分为：金属、塑胶材质结构；
电压（功率）：3V-24V
输出转速：5-2000rpm；
减速比：5-1500；
输出力矩：1gf-cm到50kg-cm之间；
输出功率：0.5W-50W；
回转精度：2弧分；
EPS系统介绍
EPS系统又可以分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助力式3种。

转向轴助力式EPS 的电动机固定在转向轴一侧，通过减速机构与转向轴相连，直接驱动转向轴助力转向。

齿轮助力式EPS的电动机和减速机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮助力转向。

齿条助力式EPS的电动机和减速机构则直接驱动齿条提供助力。

生产厂家
深圳市兆威机电股份有限公司成立于2001年，是一家研发、生产精密传动系统及汽车精密注塑零组件的制造型企业，为客户提供传动方案设计,零件的生产与组装的定制化服务。

电动助力简介■何谓EPS电动转向系统EPS就是英文Electric Power Steering System的缩写,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。

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。

■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。

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。

奥迪A3电动助力转向系统(EPS)
新龙业
【期刊名称】《汽车维修技师》
【年(卷),期】2010(000)011
【摘要】@@ 一、电动助力转向系统rn奥迪A3轿车采用双齿轮式电子机械转向助力系统.所使用的是一个带有"双小齿轮"的系统,双齿轮式电动助力转向系统由两个能够向转向拉杆提供足够转向力的齿轮(转向齿轮和驱动齿轮)组成.
【总页数】3页(P24-26)
【作者】新龙业
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.电动助力转向系统(EPS)控制单元的实验研究 [J], 化永星;郭彬
2.电动助力转向系统(EPS)应用及发展 [J], 崔国杰
3.EPS电动助力转向系统的软硬件设计 [J], 谭群林
4.节油环保的电动助力转向系统(EPS) [J], 徐文
5.基于六自由度平台的电动助力转向系统(EPS)试验仿真分析 [J], 郑晓东;朱留存因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

电动助力转向系统的部件结构概述在汽车领域，电动助力转向系统（El ec tr i cP ow er St ee ri ng,E PS）是一种利用电动机和传感器来辅助驾驶员转向操作的系统。

它取代了传统的液压助力转向系统，具有更高的效率、更快的反应速度和更低的能耗。

本文将介绍电动助力转向系统的主要部件结构，帮助读者加深对这一技术的理解。

主要部件1.齿轮传感器（G ea r S e n s o r）齿轮传感器是电动助力转向系统中的关键部件之一，它用于检测转向齿轮的位置和转向角度。

通过实时监测转向齿轮的运动状态，齿轮传感器能够向电控单元提供准确的转向信号，以便系统能够根据驾驶员的转向意图进行相应的助力输出。

2.扭矩传感器（T or q u e S e n s o r）扭矩传感器用于测量驾驶员施加在方向盘上的转向扭矩。

它通过感知方向盘的转动力矩，并将其转换为电信号，以便电控单元能够根据驾驶员的转向扭矩来调整助力输出。

扭矩传感器的准确性和灵敏度对于系统的性能至关重要。

3.电机（M o t o r）电动助力转向系统中的电机负责提供助力输出。

根据转向齿轮的位置和转向角度以及驾驶员施加的转向扭矩，电控单元会控制电机输出适当的助力力矩。

电机通常采用直流无刷电机（B L DC），它具有快速响应、高效率和较长的使用寿命。

4.电控单元（E l e ct r o n i c C o n t r o l Un i t,E C U）电控单元是电动助力转向系统的核心控制部件，它接收来自齿轮传感器和扭矩传感器的信号，并根据预设的算法进行数据处理和控制输出。

电控单元负责计算出适当的助力输出，并通过控制电机来实现转向助力。

同时，电控单元还能根据不同的驾驶模式或驾驶场景进行相应的调整，以提供更加个性化和适应性的转向助力。

5.助力转向装置（P o w e r A s s i s t U n i t）助力转向装置是电动助力转向系统中的核心部件之一，它由电机、减速器和转向齿轮组成。

途观电动助力转向系统常见故障诊断与分析作者：冯如只罗龙飞来源：《科学与财富》2014年第08期摘要：根据途观电动助力转向系统结构特点，依据故障诊断原理，本文对该车型电动助力转向常见的两种故障现象进行了详细的分析，并给出了具体的诊断方法与步骤，对维修人员解决类似故障提供了一定的参考价值。

关键词：途观；电动助力转向；故障汽车上常见的助力转向系统有机械液压助力、电子液压助力、电动助力三种。

不管是机械液压还是电子液压，都是采用油液加压的方式来实现助力，不够直接而且消耗行驶动力，油泵损坏将导致助力转向不能正常工作，由此应运而生了电动助力转向系统[1]。

上海大众途观装备的双齿轮式电动机械助力转向系统：由转向盘、转向角传感器（G85）、转向柱、转向扭矩传感器（G269）、转向小齿轮、转向助力控制单元 EPS（J500）、助力转向电动机（V187）以及驱动小齿轮等组成。

行驶中转动方向盘，有三个信号送到J500；转向角传感器G85检测转向盘的转向角度；转向力矩传感器G269检测转向盘的转向扭矩；转子转速传感器（是电动机械转向阻力器马达V187的一个组成部件）检测转向速度；J500根据转向角度、转向扭矩、转向速度、车速、发动机转速，对比J500控制单元内部存储的转向特性曲线计算出必须的助力扭矩，并且启动助力转向电动机。

从结构、原理上看，电动助力转向系统优势明显：系统结构简单，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[2]。

一、故障一更换途观方向机后ABS中出现故障车型：5913A1 ；底盘号： LSVUB25N2A2880875 ；行驶里程数：8174 ；发动型号：CEA601699故障现象：底盘撞击后，仪表转向指示灯点亮“红灯”，无助力更换方向机后，ABS控制单元内部有故障[3]故障代码： 03375 003 转向马达机械故障，静态01309 008 动力转向控制单元J500不可靠信号，静态本案例在更换途观方向机后，转向正常，仪表转向指示灯灭了，但系统检查发现03中出现故障。

汽车电动助力转向系统EPS原理详解1、综述电动助力转向系统EPS(electricPowersteering)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统,与传统的液压助力转向系统HPS(hydraulicpowersteering)相比,EPS系统具有很多优点：仅在需要转向时才启动电机产生助力,能减少发动机燃油消耗；能在各种行驶工况下提供最佳助力，减小由路面不平所引起电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力向系的扰动，改善汽车的转向特性,提高汽车的主动安全性；没有液压回路,调整和检测更容易,装配自动化程度更高,且可通过设置不同的程序，快速与不同车型匹配,缩短生产和开发周期；不存在漏油问题,减小对环境的污染。

EPS系统是未来动力转向系统的一个发展趋势。

图1 EPS结构图如图1所示，EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。

通过传感器探测司机在转向操作时方向盘产生的扭矩或转角的大小和方向，并将所需信息转化成数字信号输入控制单元,再由控制单元对这些信号进行运算后得到一个与行驶工况相适应的力矩,最后发出指令驱动电动机工作，电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力。

因此扭矩传感器是EPS系统中最重要的器件之一。

扭矩传感器的种类有很多，主要有电位计式扭矩传感器、金属电阻应变片的扭矩传感器、非接触式扭矩传感器等，随技术的进步将会有精度更高、成本更低的传感器出现。

2、电位计式扭矩传感器电位计式扭矩传感器主要可以分为旋臂式、双级行星齿轮式、扭杆式。

其中扭杆式测量结构简单、可靠性能相对比较高，在早期应用比较多。

2.1EPS中扭杆式扭矩传感器的结构、原理扭杆式扭矩传感器主要由扭杆弹簧、转角-位移变换器、电位计组成。

扭杆弹簧主要作用是检测司机作用在方向盘上的扭矩，并将其转化成相应的转角值。

转角-位移变换器是一对螺旋机构，将扭杆弹簧两端的相对转角转化为滑动套的轴向位移，由刚球、螺旋槽和滑块组成。

10.16638/ki.1671-7988.2016.12.014双小齿轮式电动助力转向机（DP-EPS）的结构原理及噪音分析郑勇，方滨（江铃汽车股份有限公司，江西南昌330052）摘要：文章主要阐述了电动助力转向机( EPS) 的组成和分类及其较液压助力转向机（HPS）在某些方面上的优势，包括环保性、低能耗、布置方便、使用可靠及转向操作精确等。

并进一步详细地介绍了双小齿轮式电动助力转向机（DP-EPS）的基本结构和工作原理以及如何有效的阻断驱动电机产生的振动噪音的传播途径。

关键词：双小齿轮式电动助力转向机（DP-EPS）；EPS；结构原理；噪音分析中图分类号：U463.42 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2016)12-41-03Structural principle and noise analysis of double pinion type electric power steeringmachine (DP-EPS)Zheng Yong, Fang Bin( Jiangling auto Limited by Share Ltd, Jiangxi Nanchang 330052 )Abstract: This paper mainly describes the composition and classification of the electric power steering machine (EPS) and the advantages of electric power steering machine (EPS) than hydraulic power steering machine (HPS) in some aspects, including environmental protection, low energy consumption, easy layout, reliable and accurate steering operation, etc. And this paper further introduces the basic structure and working principle of the double pinion type electric power steering machine (DP-EPS), and how to effectively block the transmission of the vibration noise caused by the driving motor. Keywords: the double pinion type electric power steering machine（DP-EPS）; EPS; structural principle; noise analysis CLC NO.: U463.42 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-41-03前言近年来，随着人们对汽车驾驶舒适性的要求越来越高，现代汽车行业也越来越只从简单的满足功能要求发展到更加从舒适性、驾驶性、燃油经济性等方面去迎合消费者的需求。

P-Eps (Pinion Electric Power Steering) 齿轮式电动助力转向系统EPS，电动助力转向。

也可以叫EPAS。

其最大优点是可以随速控制助力，在低速时提供较大助力，保证轻便转向；在高速时减小助力，提供驾驶员足够的路感。

EPS只在转向时发挥作用，因此不像液压转向会一直对发动机造成额外负担，从而减小油耗，同时没有不可回收件，更加绿色，从各方面满足环保的需求。

【图1.EPS结构】1）传感器：包括方向盘扭矩传感器，测量驾驶员施加在方向盘上的扭矩；方向盘转角位置传感器，测量方向盘的角度位置，为自动回正功能提供支持，另外ESP稳定控制，主动巡航，自动泊车等系统也需要更精确的方向盘转角信号，因此有时由这些系统提供CAN信号给EPS。

2）执行器：EPS顾名思义，采用电机作为执行器，目前主要考虑的有直流有刷和直流无刷电机。

有关这两种的区别其他帖子里有过介绍。

3）减速机构：电机输出的扭矩经过减速机构加载到转向系统上。

形式有蜗轮蜗杆式，循环球式，差动轮系和摇臂机构等等，前两者比较常见，也跟EPS的形式有关（参见EPS分类）。

4）电子控制单元：EPS的电子控制单元可以跟车上其他部件通信，处理传感器信号，通过程序计算出需要的助力大小，并转换成控制信号输出给驱动电路，驱动电动机输出扭矩。

5）转向机构：跟常规转向机构类似。

EPS的分类：主要分3大类，根据电机在转向机构中耦合位置和方式的不同。

1）C-EPS转向柱式(Column Electric Power Steering)：直接在转向柱上安装，可以从常规转向改进而来，简单，成本低；缺点是噪音大，振动不好控制，会直接传到方向盘上，传递扭矩也较小。

2）P-EPS小齿轮式(Pinion Electric Power Steering)：结构较紧凑，且提高了系统的刚度；但电子部分工作环境差（安装位置距离前桥近），要求耐温，防水，抗干扰等性能高，提高了成本。

双小齿轮助力式电动转向器技术要求及试验方法The double small toothed gear power assisted electric power steering (D-STEPS) is a technology that has high requirements and strict test methods. 这是一种技术，它有很高的要求和严格的测试方法。

Firstly, the technical requirements for the D-STEPS system include precise machining and assembly of the small toothed gears to ensure smooth and efficient power assistance. 其次，D-STEPS系统的技术要求包括对小齿轮的精密加工和装配，以确保平稳高效的助力功能。

Moreover, the system must also have high resistance to wear and tear, as well as durability to withstand long-term use. 此外，该系统还必须具有很高的抗磨损能力和耐用性，以承受长期使用的考验。

In addition, the D-STEPS system should have efficient power delivery and be able to provide precise steering control for the driver. 此外，D-STEPS系统应该具有高效的动力传递能力，并能够为驾驶员提供精准的转向控制。

Furthermore, in terms of safety, the system needs to undergo rigorous testing to ensure reliable performance in various driving conditions, including extreme temperatures, rough terrains, and emergency braking situations. 此外，在安全方面，该系统需要经过严格测试，以确保在各种驾驶条件下可靠的性能，包括极端温度、崎岖地形和紧急制动情况。