電動助力轉向系統電動機與減速機構的匹配研究

陳堅

摘 要：助力電動機和減速機構工程共同組建成了電動助力轉向系統，因此，電動助力轉向系統具有多變性以及復雜性等特點，為了減速機構與助力電動機能夠形成良好的配合，需要不斷降低影響減速機構與助力電動機的因素。在汽車轉向功能的要求下，為了促進減速機構與助力電動機功能的緊密結合，需要詳細分析電動機參數與減速機構這兩者之間的關系，并且依據分析結構，制定相應的指標幫助減速機構與助力電動機形成良好配合。本文詳細闡述了電動助力轉向系統的設計，希望可以為電動助力系統的開發與完善提供幫助。

關鍵詞：電動助力轉向系統;電動機;減速機

1 減速機構對助力性能產生的影響

對汽車電動助力轉向系統以及汽車的操控性能能夠產生最直接影響因素就是減速機構中的減數比參數，電動機的性能指標以及轉向系統的實際工況都是選擇減速比參數過程中需要充分考慮到的因素。在轉向系統中轉向盤的速度范圍具備比較廣泛的特點以及具備保舵到每秒數圈的特點，在汽車轉向工作中應當在一定的轉向范圍內保障具備充足的助力幫助，有效幫助轉向工作能夠正常進行，根據不同的電動助力轉向結構的安裝位置，大部分的電動助力轉向系統可以分為轉向軸式、小齒輪式以及齒條結構式轉向助力結構。

2 發動機回路電阻與轉向系統之間的關系分析

由于汽車上采用的一般都是直流電源，作為汽車中電動轉向助力系統的電動機也都是采用的直流電機，其中電動機的電機回路可以用公式（1）來進行描述，其中公式中的u比作為電源加載電動機兩端回路的電壓;比作電動機的反電動勢常數;作為電動機回路中的總電阻;電動機中電樞電感用L代替;用作為電動機的轉速l為電動機的電流。由于電動機中的電感一般會普遍較小，因此電動機的電磁時間常數也會變得非常小，所以在進行研究時一般可以進行忽略或者直接比喻成0，因此公式可以變成·（2），并且根據這個公式可以得到（3）。電動機的電磁轉矩可以用表示，電磁轉矩常數則可以用作表示，電動機的電磁轉矩公式可以用（4）表示。當電動機的轉速處于勻速狀態時，并且同時電流也達到相對比較穩定的狀態，通過電動機的平均電流（5）公式中標識為占空比;將比作電源電壓，將公式（3）代入到公式（4）中得到公式（6），其中為電動機的轉，轉向軸的旋轉速度為其中與減速比G的關系可以用（7）來代替，將公式（7）帶入到公式（6）可以得到公式（8），其中占空比的取值范圍在0.1，當=1可以獲取各種轉向盤的實際轉速下提供的作用應用在轉向軸上最大的助力扭矩為公式（9），公式（9）作為設計過程中最基本的依據，取決于系統主要結構與功能參數。

全面分析參數對電動轉向助力系統的影響，為了明確參數對電動轉向助力系統的具體影響，在研究某一個參數影響的過程中需要保障其他的參數性能保持不變，在開展分析談論之前，需要明確影響電動轉向助力系統參數的概述，根據電動轉向助力系統的概念，明確參數對電動轉向助力系統的影響。比如，KT、KE的實質意義一樣，然而KT、KE卻代表的是不同的物理意義，將兩者套用不同的物理單位，那么KT、KE將成為比例關系，但是在本文的研究中，由于都是使用的國際單位，那么將不存在單位不同對參數影響，因此，為了有效區分討論結果，提高工作效率，將KT、KE統稱為K。比如：

影響，Tsmax與呈線性關系，隨著Tsmax的增大而線性增大，經過數值之間的計算得與Tsmax線性關系的斜率為，

經過理論分析，在等于零的時候，電動機可以提供最大的助力，但是在實際生活中，當較小的時候，電動機提供的助力會受到電流的限制，而導致和實際理論不符合。

3 電動助力轉向系統程序的設計

如果對電動轉向助力系統進行全新的設計研發，則需要根據車型的大小來確定助力的大小，助力大小的設定一般是根據汽車在原地進行轉向的時候，駕駛員在車上對方向盤進行轉動，轉向扭矩應當控制在5.5～7.5n·m，根據這一硬性要求來對的電動機功率進行確定。為了保障電動機的功率能夠保留一定的余量，在電動機功率的選擇時可以適當選擇功率稍微大一點，充分利用汽車原地轉向時轉向盤的扭矩與轉速來對功率進行最終的判定。其次根據電動機的轉矩來確定傳動比，并且對傳動比進行校準，查看能否滿足回正的性能，如果測試結果沒有滿足回正要求則需要進行重新選擇。

我國科學技術的應用滿足了汽車性能的不斷提升，為了保障新型車型對系統的不斷要求，需要完善和改造現有的歐洲管理發展項目認證體系，在完善歐洲管理發展項目認證體系時可以分為以下兩種情況。第一，現有車型的助力大于新型車型，需要通過調整控制規律滿足新型車型的要求，不需要對車型的硬件進行改造。第二，如果現有的車型小于新型車型，就需要重新設計助力系統。

4 結語

我國經濟水平在高速發展的同時也帶動了交通行業的發展，交通行業的發展不僅保障了人們的生活質量和生活品質，還推動了城市的經濟發展。目前，我國人們的主要交通方式為汽車、公交車、地鐵等，其中人們出行使用的主要交通工具為汽車，汽車系統的正常運行對于人們的生命安全和財產安全具有重要的意義，因此要想保障汽車的運行安全，就要保障汽車轉向系統性能正常運行，電動助力轉向系統的運行是時代發展的必然要求，可以有效促進汽車產業的發展。但是，我國在設計電動助力轉向系統還存在一定的缺陷，對于電動助力轉向系統設計不合理性將會為汽車的使用埋下安全隱患，嚴重影響人們的生命健康。本文通過分析電動助力轉向系統存在的問題，嚴格按照轉向系統的要求，制定針對性地解決措施，切實保障汽車的穩定運行。

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