本田125cc发动机节油性车转向系统设计
本田125cc发动机节油性车转向系统设计[20191208102452]
摘要
在能源问题已经是当今最严重的挑战之一的背景下，本文介绍了课题的研究目的，以及汽车转向系统国内外现状和发展趋势，分析了汽车转向系统主要的机械式转向系统，液压助力转向系统，电控液压助力转向系统，电动助力转向系统，线控转向系统几种形式的优缺点，并根据实际车型的自身条件，从而选择了机械式转向系统。研究的内容包括设计转向系统的操纵结构，防止转向时出现转向沉重，转向不足等故障。确定了转向装置总成的方案，使用了轻量化材质，减轻了赛车质量，从而达到了降低油耗的目的。
关键字:转向机械式节油型
目录
1.绪论 1
1.1课题背景 1
1.2研究内容 1
1.3对转向系的要求 1
1.4汽车转向系统国内外现状及发展趋势 2
2.汽车转向系统概述 3
2.1机械式转向系统 3
2.2液压助力转向系统（HPS） 3
2.3电控液压助力转向系统（EHPS） 4
2.4电动助力转向系统（EPS） 5
2.4.1电动助力转向系统构成 5
2.4.2电动助力转向系统工作原理 5
2.4.3 电动助力转向系统特点 5
2.5线控转向系统（SBW） 6
2.6 汽车转向技术的发展趋势 6
2.7转向系统形式的选择 7
3.转向系统结构方案 8
3.1总体结构及工作原理 8
3.2机构各部分结构 8
4.各轴强度及刚度校核 13
4.1 转向轴校核 13
4.2 轴1校核 13
4.3 轴2校核 13
4.4 轴3校核 14
5.转向系的主要性能参数 15
5.1转角及最小转弯半径 15
5.2转向系的效率 16
5.3传动比变化特性 17
5.3.1转向系传动比 17
5.3.2力传动比与转向系角传动比的关系 17
5.3.3转向器角传动比的选择 18
5.4转向器传动副的传动间隙△t 18
6.转向传动机构设计 20
6.1转向传送机构的臂、杆与球销 20
6.2杆件设计结果 21
结论 22
参考文献 23
致谢 24
1.绪论
1.1课题背景
本田中国节能竞技大赛的创始人是本田宗一郎。在1981年日本成立，有超过500支车队每年都会参加比赛。自2007起，中国也开始节能竞赛，到目前为止，已成功举办6届。在竟赛中，提供相同的125cc发动机，仅由团队各自完成设计的底盘与车身，并最终凭多少燃油消耗量一决胜负。在面临环保的挑战，本田不停超越自我，50年前，本田不停地研究便携、节省能源的引擎。不间断的超越自己，在不断得努力下成功地将1L汽油的行驶距离从105公里提到180公里。在日本，2001甚至创造了3435公里/升的节能记录，与新奇的想法，新技术的累积是分不开的。节能竞赛提供了大家一个一起来实现自己理想和挑战自我的平台。2013年10月25日到27日，我校首支车队“常熟之星”车队奔赴广州参加了2013年度比赛，总共有来自全国及国外的参赛车队有近70支，知名高校汽车专业均派出了参赛队，如同济、庆华、北理工、西交大等，最后同济取得了2689.231km第一的成绩，我校取得了41名，104.742km的成绩。
本文正是在前人设计的基础上，通过对转向系统设计，实现操纵轻便、结构简单、定位准确、连接可靠以及轻量化的设计。
1.2研究内容
（1）实现转向系统转向操纵结构设计。
（2）避免发生转向时转向沉重、转向不足等问题。
（3）完成相关选型、设计、计算，并利用UG8.5和AUTOCAD软件绘制出转向系的装配图和零件图。
1.3对转向系的要求
（1）汽车转弯行驶时，车轮侧滑不会发生。不满足这个要求，轮胎的磨损会加快，汽车行驶稳定性将降低。
（2）驾驶员汽车转向时放开转向盘，转向盘能够自动回到到直线行驶的位置，同时稳定向前行驶。
（3）在任何行驶状况下驾驶汽车，转向轮不能自己产生振动，方向盘不发生摆动。
（4）悬架导向装置和转向传动部分一起作用的情况下，因为运动不一致使车轮产生的摆动应该最小。
（5）要使车辆具有更高的灵活性，快速的特点。
（6）操纵轻便。
（7)遇到障碍物时，应使对方向盘的反作用力尽可能减小。
1.4汽车转向系统国内外现状及发展趋势
转向系是车辆重要组成部分, 确定了汽车的安全性能, 怎么设计汽车转向特性, 从而让汽车具备非常好的操纵性, 一直是各个汽车生产商与科技研发机构的最主要研发项目。其中最关键是在向着速度越来越高、驾驶人员越来越普遍、车流越来越拥挤的现在, 要面对不同层次的驾驶人员, 汽车操纵结构设计显得特别关键。转向系统总共经历了3 个基本的发展阶段：机械式、液压助力、电动助力 。
2.汽车转向系统概述
底盘中的转向系作为其中关键的机构，转向系对确保车辆的驾驶安全、降低交通事故的发生并保障驾驶人的生命财产、提高驾驶人员的操作条件发挥着至关重要的作用。在汽车技术的迅速发展的今天，汽车转向系经历了几个阶段的发展：机械式、液压助力系、电控液压助力，目前，电动助力转向系统和线控转向系统得到了广泛的应用，是一次质的飞跃。
从转向提供能源形式的差异，可以把转向系分为机械转向系和动力转向系。
不同的是，人力提供机械式的能量，方向盘、传动结构和转向器构成了传力件。转向器是把操作机构的活动，转成传动部件的直线运动，这成为转向系最关键的组成部分。
动力转向系与机械转向系不同的是除了有上面三部件，通过转向助力装置来提供动力。因为最普通的转向结构是通过液体压力的系统，所以也同样不能缺少泵、油管、阀、活塞和储油罐，它们的作用依次等同于电路系统中的电池、导线、开关、电机和地线。
2.1机械式转向系统
汽车的转向运动是通过人为控制转向轮，然后连着经过转向器和一些杆传给转向轮，最后完成。机械式转向系统工作过程是：通过转向轴，转向通过反方盘转距，减速器驱动此轮分为1、2 级减速齿轮，转向扭矩放大和电机减速器拉杆，然后转移到一个固定在转向节臂转向节，转向轮偏转，汽车发生了转向。机械式转向系统可划分成循环球式、齿轮齿条式、蜗杆指销式等几种形式。
机械式转向系必须有充足的转向力矩与反向盘直径较大，因此占用很大的空间，整个机构显得很笨重，尤其是在重型汽车时，要使汽车转向是非常困难的，因此就其使用范围就很大程度上被限制了。可是因为其结构比较简单、工作起来比较方便、费用也便宜，转向系统现在这种除了少数将农业车辆的操纵力，不控制性能的要求不高的，使用已很少了。
2.2液压助力转向系统
驾驶员在停车和在低速状态行驶下的转向操作承受了很大的压力，为了处理这一难题，车辆上，用了液压助力转向。这系统还装配了一个液压系统。液压转向系包括液压与机械两部分，用液压油传送动力，来达到转向的目的。转向器，液压泵、油管、分配阀、油缸和动力缸等组成该转向系。为了保证系统的安全性，对液压泵，增加了限压阀和溢流阀。分配阀中，转向齿轮和整个动力缸，驱动齿轮轴连同分配阀总成，阀之上的控制槽，与转向轴叉拨动阀芯。弹性扭杆与转向轴连接销和阀门，阀的中心通过扭杆来定位。位于动力缸中的活塞，联接转向横拉杆。在转向盘转动的情况下，阀芯因之发生滑套运动，从而油道改变，油泵中油被排掉，之后流过动力缸，齿条带动横拉杆，然后转向。
驾驶人员控制的液压助力系统，通过汽车液压泵发生的压力来达到车轮的转向。因为液压转向能够降低驾驶人员手动转向力矩，来改进了转向轻松性和操作安全性。汽车在车速低的工作条件下，液压泵输出相对大的功率，所以在某种程度上，。转向系统的低温性能差和发动机的动力资源被浪费。
2.3电控液压助力转向系统
在汽车低转速行驶和高转速行驶的状态下无法同时具备转向轻便性和转向稳定性，所以，之后研发了具有车辆行驶速度感应能力的电控液压助力转向系。基于液压助力系统和液压助力转向系统，增加了电力控制装置，达到节约油耗的功能；有一个故障保护系统，仍然可以通过原始的转向系统电子元件失效，这是非常安全的；转向效果不变的情况下，在高的速度根据速度逐渐降低功耗，提高性能的车辆的稳定行驶。电控液压助力转向系是将液压助力转向与电控技术结合在一起的产品。通常包括两个部分，电气和机械，电气包括速度传感器，角度传感器和电子控制单元等部分；机械部分包括一个控制器，控制阀，管道和电泵等部分。电子控制单元控制电泵的工作，最佳工作条件来控制车辆的速度，转向角和其他信息。低速条件下，电控单位带动液压泵，在高速运转输出更大功率，从打节省了驾驶人员使用的力；车辆高速行驶条件下，液控单元带动液压泵在相对低的速度运行，达到节省发动机功率的功能。
其原理：车辆在转向盘不动的条件下稳定行驶，工作油更多的通过转向阀流到储油罐，通过转向阀较少的流到储油罐；当转向盘转动，根据电机速度与车速的信号的检测，提供的功率大小然后控制命令发送到驱动单元，电动机以相对应的转动速度来带动油泵，从而输出相应的高压油。高压油通过控制阀到齿条的动力缸上，促使活塞来产生相应的助力，实现转向。
电控液压助力转向系统有很大的改良，但是其中仍有很难克服的问题包括渗油、不便于安装维修及检测等问题。电控液压助力转向系统是在传统的液压动力转向系统，电动助力转向系统的过度。
2.4电动助力转向系统（EPS）
该系统提高了电动液压助力转向，但由于液压装置，这是难以克服的漏油问题，不易维修和测试安装。,都依赖电动机经过减速机构直接带动转向部分, 较大程度地减少了零件数量、解决了一些问题如液压管道泄漏和低效率。
2.4.1电动助力转向系统构成
系统通常包括扭矩传感器，电子控制单元，电机，电磁离合器和齿轮箱部件的电动助力转向。
2.4.2电动助力转向系统工作原理
电动助力转向系的工作过程一般是：扭矩传感器得出驾驶人员打转向盘的力矩，接着把这个扭矩转变为信号发送给控制单元。同时，控制单元还接收来自方向盘的位置传感器信号，这个传感器一般安装在一起的扭矩传感器上。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。指令发送到电机，由电机产生的转矩传递到动力机构，齿轮机构是为了增加转矩的影响。在这种方式中，助力到达转向柱后，转向最终得到实现。
2.4.3 电动助力转向系统特点
(1)节约了能源消耗。和老版的液压转向系比较，其中缺少转向油泵，转向泵和电机的转向不足，只有打开电源，从而最大限度地减少功率消耗和燃料消耗可。而且没有了因为转向油泵造成的噪音污染。一些的能源被流失了。相反，只有转向将提供给电机能量。此外，方向盘的转向和车速车速决定了能耗。电机停工时，为了转向，它通过控制模块，电动机接着工作，得出对应的转矩来产生转向力。该系统实现了“按需供能”，是真正的“供需”系统，可节约能源80%。
(2)改善了转向回正特性。 在驾驶员把转向盘转到特定的角度接着松开，该系统可以自己改变让车轮回到正中。并且也可以通过调整设计参数，以最大程度地为了使用软件得到最好的回报的特点。依靠软件的编程，可以得到电机在不同行驶速度和各类车辆状态下的转矩特性，该特性明显地增加转向的能力。在传统的液压控制系统，需要通过底盘的改进来改良，这个比较难。
(3)提高了操纵稳定性。 影响汽车的操纵稳定性重要因素包括转向系,传统的因为不可以对助力进行不断调节，因此路感的能力较差，特别是在汽车高速状态下，驾驶员缺少路感，感觉汽车不稳定，驾驶员难以稳定驾驶，但是电动机的助力，大小由电控单元依据车速,转向盘的扭矩等信息进行不断得调整和控制，能够十分好地处理这问题[7]。
(4)安全可靠。 控制单元有自我故障诊断能力，检测到其中一个部件工作不正常电磁离合器就会被分离，停止提供力后，然后有对应的代码。通过手来进行转向，一般转向控制方式可以保证汽车安全地行驶。
2.5线控转向系统（SBW）
在车辆行驶速度十分高，今天驾驶人员普遍，并且水平差距较大，汽车的操作简便是非常重要的。线控转向系统的产生，就是解决了这种客观需要。这是新一代转向系统，具备了比操纵稳定性更好的特征，其中之一是除去方向盘与转向轮的机械连接，全部通过电力进行转向，消除了传统的限制，增强了车辆的安全性与驾驶的轻便性。
2.6 汽车转向技术的发展趋势
助力转向系通过几十年的成长, 技术不断得改进。以后电动助力转向系统会不断地成熟, 线控转向系会变成我们钻研的目标。总之而言, 转向系统主要通过下面几个方向进行进一步的改良:
(1) 传感器技术
电动助力转向系统必须收集转向轮，转向扭矩，转向轮的转速，电压，电流等。现今, 传感器的费用是限定电动转向体系快速普遍化的最重要原因, 传感器以用于高价格的电动助力转向系统的设计和研发是未来技术发展的一个重要因素。
(2) 控制策略的研究
该控制策略不仅表现为重要原因，而且是该系统的核心技术。现今, 世界上很多科学家都在考虑如何把控制的理论发挥在助力转向系的研发上。
今后, 该控制策略探讨的重点大部分是在怎样限制电机力矩变化、得到更好的路感、防止路面影响与传感器的噪音等这些部分, 来达到优化和改进助力转向系统的动态性能和稳定性的目的。
(3) 助力电机的研究
电动助力转向系的执行部分是电机,电机的特性间接影响了控制的难易的不同和驾驶人员手上的感觉。现今, 电动转向系大部分用费用比较低的直流有刷电机。因为直流无刷电机应用电子换向,降低了换向产生的火花, 不需要频繁维修，和拥有比较高的效率和功率密度等长处，引来了更多的目光。所以, 合适的转向机构、低费用的直流无刷电机成为了以后研发助力电机的宗旨。
2.7转向系统形式的选择
本文由于成本、技术等限制，并且考虑到车队用车节能减排的目的，采用了纯机械式转向系统设计。
3.转向系统结构方案
摘要
在能源问题已经是当今最严重的挑战之一的背景下，本文介绍了课题的研究目的，以及汽车转向系统国内外现状和发展趋势，分析了汽车转向系统主要的机械式转向系统，液压助力转向系统，电控液压助力转向系统，电动助力转向系统，线控转向系统几种形式的优缺点，并根据实际车型的自身条件，从而选择了机械式转向系统。研究的内容包括设计转向系统的操纵结构，防止转向时出现转向沉重，转向不足等故障。确定了转向装置总成的方案，使用了轻量化材质，减轻了赛车质量，从而达到了降低油耗的目的。
关键字:转向机械式节油型
目录
1.绪论 1
1.1课题背景 1
1.2研究内容 1
1.3对转向系的要求 1
1.4汽车转向系统国内外现状及发展趋势 2
2.汽车转向系统概述 3
2.1机械式转向系统 3
2.2液压助力转向系统（HPS） 3
2.3电控液压助力转向系统（EHPS） 4
2.4电动助力转向系统（EPS） 5
2.4.1电动助力转向系统构成 5
2.4.2电动助力转向系统工作原理 5
2.4.3 电动助力转向系统特点 5
2.5线控转向系统（SBW） 6
2.6 汽车转向技术的发展趋势 6
2.7转向系统形式的选择 7
3.转向系统结构方案 8
3.1总体结构及工作原理 8
3.2机构各部分结构 8
4.各轴强度及刚度校核 13
4.1 转向轴校核 13
4.2 轴1校核 13
4.3 轴2校核 13
4.4 轴3校核 14
5.转向系的主要性能参数 15
5.1转角及最小转弯半径 15
5.2转向系的效率 16
5.3传动比变化特性 17
5.3.1转向系传动比 17
5.3.2力传动比与转向系角传动比的关系 17
5.3.3转向器角传动比的选择 18
5.4转向器传动副的传动间隙△t 18
6.转向传动机构设计 20
6.1转向传送机构的臂、杆与球销 20
6.2杆件设计结果 21
结论 22
参考文献 23
致谢 24
1.绪论
1.1课题背景
本田中国节能竞技大赛的创始人是本田宗一郎。在1981年日本成立，有超过500支车队每年都会参加比赛。自2007起，中国也开始节能竞赛，到目前为止，已成功举办6届。在竟赛中，提供相同的125cc发动机，仅由团队各自完成设计的底盘与车身，并最终凭多少燃油消耗量一决胜负。在面临环保的挑战，本田不停超越自我，50年前，本田不停地研究便携、节省能源的引擎。不间断的超越自己，在不断得努力下成功地将1L汽油的行驶距离从105公里提到180公里。在日本，2001甚至创造了3435公里/升的节能记录，与新奇的想法，新技术的累积是分不开的。节能竞赛提供了大家一个一起来实现自己理想和挑战自我的平台。2013年10月25日到27日，我校首支车队“常熟之星”车队奔赴广州参加了2013年度比赛，总共有来自全国及国外的参赛车队有近70支，知名高校汽车专业均派出了参赛队，如同济、庆华、北理工、西交大等，最后同济取得了2689.231km第一的成绩，我校取得了41名，104.742km的成绩。
本文正是在前人设计的基础上，通过对转向系统设计，实现操纵轻便、结构简单、定位准确、连接可靠以及轻量化的设计。
1.2研究内容
（1）实现转向系统转向操纵结构设计。
（2）避免发生转向时转向沉重、转向不足等问题。
（3）完成相关选型、设计、计算，并利用UG8.5和AUTOCAD软件绘制出转向系的装配图和零件图。
1.3对转向系的要求
（1）汽车转弯行驶时，车轮侧滑不会发生。不满足这个要求，轮胎的磨损会加快，汽车行驶稳定性将降低。
（2）驾驶员汽车转向时放开转向盘，转向盘能够自动回到到直线行驶的位置，同时稳定向前行驶。
（3）在任何行驶状况下驾驶汽车，转向轮不能自己产生振动，方向盘不发生摆动。
（4）悬架导向装置和转向传动部分一起作用的情况下，因为运动不一致使车轮产生的摆动应该最小。
（5）要使车辆具有更高的灵活性，快速的特点。
（6）操纵轻便。
（7)遇到障碍物时，应使对方向盘的反作用力尽可能减小。
1.4汽车转向系统国内外现状及发展趋势
转向系是车辆重要组成部分, 确定了汽车的安全性能, 怎么设计汽车转向特性, 从而让汽车具备非常好的操纵性, 一直是各个汽车生产商与科技研发机构的最主要研发项目。其中最关键是在向着速度越来越高、驾驶人员越来越普遍、车流越来越拥挤的现在, 要面对不同层次的驾驶人员, 汽车操纵结构设计显得特别关键。转向系统总共经历了3 个基本的发展阶段：机械式、液压助力、电动助力 。
2.汽车转向系统概述
底盘中的转向系作为其中关键的机构，转向系对确保车辆的驾驶安全、降低交通事故的发生并保障驾驶人的生命财产、提高驾驶人员的操作条件发挥着至关重要的作用。在汽车技术的迅速发展的今天，汽车转向系经历了几个阶段的发展：机械式、液压助力系、电控液压助力，目前，电动助力转向系统和线控转向系统得到了广泛的应用，是一次质的飞跃。
从转向提供能源形式的差异，可以把转向系分为机械转向系和动力转向系。
不同的是，人力提供机械式的能量，方向盘、传动结构和转向器构成了传力件。转向器是把操作机构的活动，转成传动部件的直线运动，这成为转向系最关键的组成部分。
动力转向系与机械转向系不同的是除了有上面三部件，通过转向助力装置来提供动力。因为最普通的转向结构是通过液体压力的系统，所以也同样不能缺少泵、油管、阀、活塞和储油罐，它们的作用依次等同于电路系统中的电池、导线、开关、电机和地线。
2.1机械式转向系统
汽车的转向运动是通过人为控制转向轮，然后连着经过转向器和一些杆传给转向轮，最后完成。机械式转向系统工作过程是：通过转向轴，转向通过反方盘转距，减速器驱动此轮分为1、2 级减速齿轮，转向扭矩放大和电机减速器拉杆，然后转移到一个固定在转向节臂转向节，转向轮偏转，汽车发生了转向。机械式转向系统可划分成循环球式、齿轮齿条式、蜗杆指销式等几种形式。
机械式转向系必须有充足的转向力矩与反向盘直径较大，因此占用很大的空间，整个机构显得很笨重，尤其是在重型汽车时，要使汽车转向是非常困难的，因此就其使用范围就很大程度上被限制了。可是因为其结构比较简单、工作起来比较方便、费用也便宜，转向系统现在这种除了少数将农业车辆的操纵力，不控制性能的要求不高的，使用已很少了。
2.2液压助力转向系统
驾驶员在停车和在低速状态行驶下的转向操作承受了很大的压力，为了处理这一难题，车辆上，用了液压助力转向。这系统还装配了一个液压系统。液压转向系包括液压与机械两部分，用液压油传送动力，来达到转向的目的。转向器，液压泵、油管、分配阀、油缸和动力缸等组成该转向系。为了保证系统的安全性，对液压泵，增加了限压阀和溢流阀。分配阀中，转向齿轮和整个动力缸，驱动齿轮轴连同分配阀总成，阀之上的控制槽，与转向轴叉拨动阀芯。弹性扭杆与转向轴连接销和阀门，阀的中心通过扭杆来定位。位于动力缸中的活塞，联接转向横拉杆。在转向盘转动的情况下，阀芯因之发生滑套运动，从而油道改变，油泵中油被排掉，之后流过动力缸，齿条带动横拉杆，然后转向。
驾驶人员控制的液压助力系统，通过汽车液压泵发生的压力来达到车轮的转向。因为液压转向能够降低驾驶人员手动转向力矩，来改进了转向轻松性和操作安全性。汽车在车速低的工作条件下，液压泵输出相对大的功率，所以在某种程度上，。转向系统的低温性能差和发动机的动力资源被浪费。
2.3电控液压助力转向系统
在汽车低转速行驶和高转速行驶的状态下无法同时具备转向轻便性和转向稳定性，所以，之后研发了具有车辆行驶速度感应能力的电控液压助力转向系。基于液压助力系统和液压助力转向系统，增加了电力控制装置，达到节约油耗的功能；有一个故障保护系统，仍然可以通过原始的转向系统电子元件失效，这是非常安全的；转向效果不变的情况下，在高的速度根据速度逐渐降低功耗，提高性能的车辆的稳定行驶。电控液压助力转向系是将液压助力转向与电控技术结合在一起的产品。通常包括两个部分，电气和机械，电气包括速度传感器，角度传感器和电子控制单元等部分；机械部分包括一个控制器，控制阀，管道和电泵等部分。电子控制单元控制电泵的工作，最佳工作条件来控制车辆的速度，转向角和其他信息。低速条件下，电控单位带动液压泵，在高速运转输出更大功率，从打节省了驾驶人员使用的力；车辆高速行驶条件下，液控单元带动液压泵在相对低的速度运行，达到节省发动机功率的功能。
其原理：车辆在转向盘不动的条件下稳定行驶，工作油更多的通过转向阀流到储油罐，通过转向阀较少的流到储油罐；当转向盘转动，根据电机速度与车速的信号的检测，提供的功率大小然后控制命令发送到驱动单元，电动机以相对应的转动速度来带动油泵，从而输出相应的高压油。高压油通过控制阀到齿条的动力缸上，促使活塞来产生相应的助力，实现转向。
电控液压助力转向系统有很大的改良，但是其中仍有很难克服的问题包括渗油、不便于安装维修及检测等问题。电控液压助力转向系统是在传统的液压动力转向系统，电动助力转向系统的过度。
2.4电动助力转向系统（EPS）
该系统提高了电动液压助力转向，但由于液压装置，这是难以克服的漏油问题，不易维修和测试安装。,都依赖电动机经过减速机构直接带动转向部分, 较大程度地减少了零件数量、解决了一些问题如液压管道泄漏和低效率。
2.4.1电动助力转向系统构成
系统通常包括扭矩传感器，电子控制单元，电机，电磁离合器和齿轮箱部件的电动助力转向。
2.4.2电动助力转向系统工作原理
电动助力转向系的工作过程一般是：扭矩传感器得出驾驶人员打转向盘的力矩，接着把这个扭矩转变为信号发送给控制单元。同时，控制单元还接收来自方向盘的位置传感器信号，这个传感器一般安装在一起的扭矩传感器上。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。指令发送到电机，由电机产生的转矩传递到动力机构，齿轮机构是为了增加转矩的影响。在这种方式中，助力到达转向柱后，转向最终得到实现。
2.4.3 电动助力转向系统特点
(1)节约了能源消耗。和老版的液压转向系比较，其中缺少转向油泵，转向泵和电机的转向不足，只有打开电源，从而最大限度地减少功率消耗和燃料消耗可。而且没有了因为转向油泵造成的噪音污染。一些的能源被流失了。相反，只有转向将提供给电机能量。此外，方向盘的转向和车速车速决定了能耗。电机停工时，为了转向，它通过控制模块，电动机接着工作，得出对应的转矩来产生转向力。该系统实现了“按需供能”，是真正的“供需”系统，可节约能源80%。
(2)改善了转向回正特性。 在驾驶员把转向盘转到特定的角度接着松开，该系统可以自己改变让车轮回到正中。并且也可以通过调整设计参数，以最大程度地为了使用软件得到最好的回报的特点。依靠软件的编程，可以得到电机在不同行驶速度和各类车辆状态下的转矩特性，该特性明显地增加转向的能力。在传统的液压控制系统，需要通过底盘的改进来改良，这个比较难。
(3)提高了操纵稳定性。 影响汽车的操纵稳定性重要因素包括转向系,传统的因为不可以对助力进行不断调节，因此路感的能力较差，特别是在汽车高速状态下，驾驶员缺少路感，感觉汽车不稳定，驾驶员难以稳定驾驶，但是电动机的助力，大小由电控单元依据车速,转向盘的扭矩等信息进行不断得调整和控制，能够十分好地处理这问题[7]。
(4)安全可靠。 控制单元有自我故障诊断能力，检测到其中一个部件工作不正常电磁离合器就会被分离，停止提供力后，然后有对应的代码。通过手来进行转向，一般转向控制方式可以保证汽车安全地行驶。
2.5线控转向系统（SBW）
在车辆行驶速度十分高，今天驾驶人员普遍，并且水平差距较大，汽车的操作简便是非常重要的。线控转向系统的产生，就是解决了这种客观需要。这是新一代转向系统，具备了比操纵稳定性更好的特征，其中之一是除去方向盘与转向轮的机械连接，全部通过电力进行转向，消除了传统的限制，增强了车辆的安全性与驾驶的轻便性。
2.6 汽车转向技术的发展趋势
助力转向系通过几十年的成长, 技术不断得改进。以后电动助力转向系统会不断地成熟, 线控转向系会变成我们钻研的目标。总之而言, 转向系统主要通过下面几个方向进行进一步的改良:
(1) 传感器技术
电动助力转向系统必须收集转向轮，转向扭矩，转向轮的转速，电压，电流等。现今, 传感器的费用是限定电动转向体系快速普遍化的最重要原因, 传感器以用于高价格的电动助力转向系统的设计和研发是未来技术发展的一个重要因素。
(2) 控制策略的研究
该控制策略不仅表现为重要原因，而且是该系统的核心技术。现今, 世界上很多科学家都在考虑如何把控制的理论发挥在助力转向系的研发上。
今后, 该控制策略探讨的重点大部分是在怎样限制电机力矩变化、得到更好的路感、防止路面影响与传感器的噪音等这些部分, 来达到优化和改进助力转向系统的动态性能和稳定性的目的。
(3) 助力电机的研究
电动助力转向系的执行部分是电机,电机的特性间接影响了控制的难易的不同和驾驶人员手上的感觉。现今, 电动转向系大部分用费用比较低的直流有刷电机。因为直流无刷电机应用电子换向,降低了换向产生的火花, 不需要频繁维修，和拥有比较高的效率和功率密度等长处，引来了更多的目光。所以, 合适的转向机构、低费用的直流无刷电机成为了以后研发助力电机的宗旨。
2.7转向系统形式的选择
本文由于成本、技术等限制，并且考虑到车队用车节能减排的目的，采用了纯机械式转向系统设计。
3.转向系统结构方案
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