电动助力转向系统电动机与减速机构的匹配研究

陈坚

摘 要：助力电动机和减速机构工程共同组建成了电动助力转向系统，因此，电动助力转向系统具有多变性以及复杂性等特点，为了减速机构与助力电动机能够形成良好的配合，需要不断降低影响减速机构与助力电动机的因素。在汽车转向功能的要求下，为了促进减速机构与助力电动机功能的紧密结合，需要详细分析电动机参数与减速机构这两者之间的关系，并且依据分析结构，制定相应的指标帮助减速机构与助力电动机形成良好配合。本文详细阐述了电动助力转向系统的设计，希望可以为电动助力系统的开发与完善提供帮助。

关键词：电动助力转向系统;电动机;减速机

1 减速机构对助力性能产生的影响

对汽车电动助力转向系统以及汽车的操控性能能够产生最直接影响因素就是减速机构中的减数比参数，电动机的性能指标以及转向系统的实际工况都是选择减速比参数过程中需要充分考虑到的因素。在转向系统中转向盘的速度范围具备比较广泛的特点以及具备保舵到每秒数圈的特点，在汽车转向工作中应当在一定的转向范围内保障具备充足的助力帮助，有效帮助转向工作能够正常进行，根据不同的电动助力转向结构的安装位置，大部分的电动助力转向系统可以分为转向轴式、小齿轮式以及齿条结构式转向助力结构。

2 发动机回路电阻与转向系统之间的关系分析

由于汽车上采用的一般都是直流电源，作为汽车中电动转向助力系统的电动机也都是采用的直流电机，其中电动机的电机回路可以用公式（1）来进行描述，其中公式中的u比作为电源加载电动机两端回路的电压;比作电动机的反电动势常数;作为电动机回路中的总电阻;电动机中电枢电感用L代替;用作为电动机的转速l为电动机的电流。由于电动机中的电感一般会普遍较小，因此电动机的电磁时间常数也会变得非常小，所以在进行研究时一般可以进行忽略或者直接比喻成0，因此公式可以变成·（2），并且根据这个公式可以得到（3）。电动机的电磁转矩可以用表示，电磁转矩常数则可以用作表示，电动机的电磁转矩公式可以用（4）表示。当电动机的转速处于匀速状态时，并且同时电流也达到相对比较稳定的状态，通过电动机的平均电流（5）公式中标识为占空比;将比作电源电压，将公式（3）代入到公式（4）中得到公式（6），其中为电动机的转，转向轴的旋转速度为其中与减速比G的关系可以用（7）来代替，将公式（7）带入到公式（6）可以得到公式（8），其中占空比的取值范围在0.1，当=1可以获取各种转向盘的实际转速下提供的作用应用在转向轴上最大的助力扭矩为公式（9），公式（9）作为设计过程中最基本的依据，取决于系统主要结构与功能参数。

全面分析参数对电动转向助力系统的影响，为了明确参数对电动转向助力系统的具体影响，在研究某一个参数影响的过程中需要保障其他的参数性能保持不变，在开展分析谈论之前，需要明确影响电动转向助力系统参数的概述，根据电动转向助力系统的概念，明确参数对电动转向助力系统的影响。比如，KT、KE的实质意义一样，然而KT、KE却代表的是不同的物理意义，将两者套用不同的物理单位，那么KT、KE将成为比例关系，但是在本文的研究中，由于都是使用的国际单位，那么将不存在单位不同对参数影响，因此，为了有效区分讨论结果，提高工作效率，将KT、KE统称为K。比如：

影响，Tsmax与呈线性关系，随着Tsmax的增大而线性增大，经过数值之间的计算得与Tsmax线性关系的斜率为，

经过理论分析，在等于零的时候，电动机可以提供最大的助力，但是在实际生活中，当较小的时候，电动机提供的助力会受到电流的限制，而导致和实际理论不符合。

3 电动助力转向系统程序的设计

如果对电动转向助力系统进行全新的设计研发，则需要根据车型的大小来确定助力的大小，助力大小的设定一般是根据汽车在原地进行转向的时候，驾驶员在车上对方向盘进行转动，转向扭矩应当控制在5.5～7.5n·m，根据这一硬性要求来对的电动机功率进行确定。为了保障电动机的功率能够保留一定的余量，在电动机功率的选择时可以适当选择功率稍微大一点，充分利用汽车原地转向时转向盘的扭矩与转速来对功率进行最终的判定。其次根据电动机的转矩来确定传动比，并且对传动比进行校准，查看能否满足回正的性能，如果测试结果没有满足回正要求则需要进行重新选择。

我国科学技术的应用满足了汽车性能的不断提升，为了保障新型车型对系统的不断要求，需要完善和改造现有的欧洲管理发展项目认证体系，在完善欧洲管理发展项目认证体系时可以分为以下两种情况。第一，现有车型的助力大于新型车型，需要通过调整控制规律满足新型车型的要求，不需要对车型的硬件进行改造。第二，如果现有的车型小于新型车型，就需要重新设计助力系统。

4 结语

我国经济水平在高速发展的同时也带动了交通行业的发展，交通行业的发展不仅保障了人們的生活质量和生活品质，还推动了城市的经济发展。目前，我国人们的主要交通方式为汽车、公交车、地铁等，其中人们出行使用的主要交通工具为汽车，汽车系统的正常运行对于人们的生命安全和财产安全具有重要的意义，因此要想保障汽车的运行安全，就要保障汽车转向系统性能正常运行，电动助力转向系统的运行是时代发展的必然要求，可以有效促进汽车产业的发展。但是，我国在设计电动助力转向系统还存在一定的缺陷，对于电动助力转向系统设计不合理性将会为汽车的使用埋下安全隐患，严重影响人们的生命健康。本文通过分析电动助力转向系统存在的问题，严格按照转向系统的要求，制定针对性地解决措施，切实保障汽车的稳定运行。

参考文献：

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