是以发动 机怠速时的流量来确定。汽车起动之后，无论车子是否转向，系统都要处于工作状态，而 且在大转向车速较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力，所以在定程 度上浪费了发动机动力资源。并且转向系统还存在低温工作性能差等缺点。 电控液压助力转向系统 由于液压助力转向系统无法兼顾车辆低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，因 此，在年日本公司推出了具备车速感应功能的电控液压助力转向系统。 是在液压助力系统基础上发起来的，在传统的液压助力转向系统的基础上增设了电 控装置，其特点是原来由发动机带动的液压助力泵改由电机驱动，取代了由发动机驱动的 方式，节省了燃油消耗具有失效保护系统，电子元件失灵后仍可依靠原转向系统安全工 作低速时转向效果不变，高速时可以自动根据车速逐步减小助力，增大路感，提高车辆 行使稳定性。电控液压助力转向系统是将液压助力转向与电子控制技术相结合的机电体 化产品。般由电气和机械两部分组成，电气部分由车速传感器转角传感器和电控单元 组成机械部分包括齿轮齿条转向器控制阀管路和电动泵。其中电动泵的工作状 态由电子控制单元根据车辆的行驶速度转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说， 在低速大转向时，电子控制单元驱动液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省 力汽车在高速行驶时，液压控制单元驱动液压泵以较低的速度运转，在不至影响高速打 转向的需要的同时，节省部分发动机功率。 电控液压转向系统的工作原理在汽车直线行驶时，方向盘不转动，电动泵以很低的 速度运转，大部分工作油经过转向阀流回储油罐，少部分经液控阀然后流回储油罐当驾 驶员开始转动方向盘时，根据检测到的转角车速以及电动机转速的反馈信号等，判 断汽车的转向状态，决定提供助力大小，向驱动单元发出控制指令，使电动机产生相应的 转速以驱动油泵，进而输出相应流量和压力的高压油。高压油经转向控制阀进入齿条上的 动力缸，推动活塞以产生适当的助力，协助驾驶员进行转向操作，从而获得理想的转向效 果。 电控液压助力转向系统在传统液压动力转向系统的基础上有了较大的改进，但液压装 置的存在，使得该系统仍有难以克服如渗油不便于安装维修及检测等问题。电控液压助 力转向系统是传统液压助力转向系统向电动助力转向系统的过渡。 电动助力转向系统 年日本公司首先在小型轿车上配备了公司研发的转向柱助力 式电动助力转向系统。年日本公司也在运动型轿车上采用了自主研发的 齿条助力式电动助力转向系统，从此揭开了电动助力转向在汽车上应用的历史。是在 的基础上发展起来的,它取消的液压油泵油管油缸和密封圈等部件,完全 依靠电动机通过减速机构直接驱动转向机构,其结构简单零件数量大大减少可靠性增 强,解决了长期以来直存在的液压管路泄漏和效率低下的问题。电动助力转向系统在本 田飞度思域以及丰田新皇冠奔驰新等车型上纷纷被采用。 电动助力转向系统构成 电动助力转向系统般是由转矩转向传感器电子控制单元电动机电磁 离合器以及减速机构组成。 电动助力转向系统工作原理 电动助力转向系统的工作过程其工作过程为扭矩传感器检测驾驶员打方向盘的扭 矩，然后根据这个扭矩给控制单元个信号。同时控制单元也会收到来自方向盘位置传感 器的信号，这个传感器般是和扭矩传感器装在起的有些传感器已经将这个功能集 成为体。扭矩和方向盘位置信息经过控制单元处理，连同传入控制单元的车速信号， 根据预先设计好的程序产生助力指令。该指令传到电机，由电机产生扭矩传到助力机构上 去，这里的齿轮机构则起到增大扭矩的作用。这样，助力扭矩就传到了转向柱并最终完成 了助力转向。 电动助力转向系统特点 节约了能源消耗。与传统的液压助力转向系统相比，没有系统要求的常运转转向 油泵，且电动机只是在需要转向时才接通电源，所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。 还消除了由于转向油泵带来的噪音污染。液压动力转向系统需要发动机带动液压油泵，使 液压油不停地流动，再加上存在管流损失等因素，浪费了部分能量。相反仅在需要转 向操作时才需要向电机提供的能量。而且，系统能量的消耗与转向盘的转向及当前的 车速有关置在需要的位置。 提高了汽车的操纵性。由于可以实现传动比的任意设置，并针对不同的车速， 转向状况进行参数补偿，从而提高了汽车的操纵性。 改善驾驶员的路感。由于转向盘和转向轮之间无机械连接， 驾驶员路感通过模拟生成。使得在回正力矩控制方面可以从信号中提出最能够反映汽 车实际行驶状态和路面状况的信息，作为转向盘回正力矩的控制变量，使转向盘仅仅向驾 驶员提供有用信息，从而为驾驶员提供更为真实的路感。 减少了机构部件数量，而减少了从执行机构到转向车轮之间的传递过程，使系 统惯性系统摩擦和传动部件之间的总间隙都得以降低，从而使系统的响应速度和响应的 准确性得以提高。 齿轮齿条式转向器概述 齿轮齿条式转向器结构及工作原理 齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间或单端输出式两种。 图 转向横拉杆防尘套球头座转向齿条转向器壳体调整螺塞压紧弹簧 锁紧螺母压块万向节转向齿轮轴向心球轴承滚针轴承 两端输出的齿轮齿条式转向器如图所示，作为传动副主动件的转向齿轮轴通 过轴承和安装在转向器壳体中，其上端通过花键与万向节叉和转向轴连接。 与转向齿轮啮合的转向齿条水平布置，两端通过球头座与转向横拉杆相连。弹簧 通过压块将齿条压靠在齿轮上，保证无间隙啮合。弹簧的预紧力可用调整螺塞调整。 当转动转向盘时，转向器齿轮转动，使与之啮合的齿条沿轴向移动，从而使左右横 拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮偏转，从而实现汽车转向。 中间输出的齿轮齿条式转向器如图所示，其结构及工作原理与两端输出的齿轮齿 条式转向器基本相同，不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓与左右转向横拉杆相 连。在单端输出的齿轮齿条式转向器上，齿条的端通过内外托架与转向横拉杆相连。 图 万向节叉转向齿轮轴调整螺母向心球轴承滚针轴承固定螺栓转向横拉杆转向器 壳体防尘套转向齿条调整螺塞锁紧螺母压紧弹簧压块 齿轮齿条式转向器功能特点 构造筒单,结构轻巧。由于齿轮箱小,齿条本身具有传动杆系的作用,因此,它不需耍循环球 式转向器上所使用的拉杆因齿轮和齿条直接啮合,操纵灵敏性非常高。滑动和转动阻 力小,转矩传递性能较好,因此,转向力非常轻。转向机构总成完全封闭,可免于维护。 液压助力转向器概述 兼用驾驶员体力和发动机或电机的动力为转向能源的转向系统，它是在机械转向系 统的基础上加设套转向加力装置而形成的。其中属于转向加力装置的部件是 转向油泵转向油管转向油罐以及位于整体式转向器内部的转向控制阀及转向 动力缸等。 图 方向盘转向轴转向中间轴转向油管转向油泵转向油罐转向节臂 转向横拉杆转向摇臂整体式转向器转向直拉杆转向减振器 图 当驾驶员转动转向盘时，转向摇臂摆动，通过转向直拉杆横拉杆转向节 臂，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。与此同时，转向器输入轴还带动转向器 内部的转向控制阀转动，使转向动力缸产生液压作用力，帮助驾驶员转向操纵。这样，为 了克服地面作用于转向轮上的转向阻力矩，驾驶员需要加于转向盘上的转向力矩，比用机 械转向系统时所需的转向力矩小得多。 在直线行驶时，方向盘处于中间位置，方向盘辐条处于水平位置，阀芯和阀套之间也处于中间位 置，所有控制口接通，液压油毫无阻碍地流经转向阀返回到储油罐。方向盘转动时，转向 轴带动阀芯相对于阀套运动，由于阀的控制边口位置的变化，液压油将进入转向器的油缸 内，推动活塞运动而产生推力。在齿条与小齿轮啮合位置的背面装有由弹簧压紧的压力块， 通过调节螺钉来改变弹簧的预紧力，可消除齿轮齿条啮合的间隙。当向右转动方向盘时， 转向力矩使得弹性扭力杆扭转，并且转向管柱的转角要比转向机小齿轮转得多点，这就 使得右边旋转柱塞阀芯下移，使得进油通道开大左边旋转柱塞阀芯上移，关闭进油通道， 此时左右旋转柱塞阀芯分别打开和关闭各自的回油通道。根据右边旋转柱塞阀芯进油通道 开度大小，来控制流入工作缸左边的液压油的流量和油压。工作缸左边的液压油推动转向 机活塞向右运动，起到助力作用。转向机活塞移动距离的大小，则取决于施加在转向盘上 转向力矩的大小。转向机工作缸右边的液压油在转向机活塞的作用下，通过打开的回油环 槽返回到储油罐中。 当向左转动方向盘时，情况与向右转动方向盘时相反。 动力转向器的阀孔同时也具有节流阻尼的作用，不需要象机械转向器那样另外加转向 避振器。在转向回正时，通过阀的阻尼力来防止转向回正速度过快，增加转向回正的舒适 性，或者通过阻尼作用减小汽车直线行驶时由于路面的不平对前轮的冲击引起方向盘的抖 动和打手，提高其保持直线行驶的能力。 国内外发展情况 本课题研究的目的和意义 改革开放以来，我国汽车工业发展迅猛。作为汽车关键部件之的转向系统也得到了 相应的发展，基本已形成了专业化系列化生产的局面。有资料显示，国外有很多国家的 转向器厂，都已发展成大规模生产的专业厂，年产超过百万台，垄断了转向器的生产，并 且销售点遍布了全世界。 由于汽车转向器属于汽车系统中的关键部件，它在汽车系统中占有重要位置，因而它 的发展同时也反映了汽车工业的发展，它的规模和质量也成为了衡量汽车工业发展水平的 重要标志之。随着汽车高速化和超低扁平胎的通用化，过去采用循环球转向器和循环球 变传动比转向器只能相对地解决转向轻便性和操纵灵便性的问题，要想从跟本上解决这两 个问题只有安装动力转向器。因此，除了重型汽车和高档轿车早已安装动力转向器外，近 年来在中型货车豪华客车及中档轿车上都已经开始安装动力转向器，随着动力转向器的 设计水平的提高生产规模的扩大和市场的需要，其他的些车型也必须陆续安装动力转 向器。液压助力型转向器的设计使汽车在低速行驶或车辆就位时，驾驶员只需用较小的操 作力就能灵活进行转向而在高速行驶时，则自动控制，使操作力逐渐增大，实现了稳定 操纵。虽然这种转向器具有很多优点，在目前的技术水准下它仍然存在些不足之处，例 如助力较小等因此，目前液压式动力转向器仍然占据着很大的市场份额，其性能也在不 断地提高。对于液压助力型动力转向器的研究有着非常深远的意义。因此本课题在考虑上 述要求和因素的基础上研究利用转向盘的旋转带动传动机构的齿轮齿条转向轴转向，通过 万向节带动转向齿轮轴旋转，转向齿轮轴与转向齿条啮合，从而促使转向齿条直线运动， 实现转向。实现了转向器结构简单紧凑，轴向尺寸短，且零件数目少的优点又能增加助力， 从而