摩力克 | 在汽车助力转向系统的应用

在汽车的发展历程中，转向系统从最初的机械式转向系统发展为电动助力转向系统(简称EPS)。电动助力转向系统具有：节能环保、安装方便、效率高、路感好、回正性好等优势。汽车电动助力转向系统直接依靠电机提供辅助扭矩的动力，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。

一、汽车助力转向系统结构

图1.EPS结构示意图

电动助力转向系统按照电动机布置位置的不同，可以分为：转向柱助力式(C-EPS)、齿轮助力式(P-EPS)、齿条助力式(R-EPS)以及直接助力式(DD-EPS)四种。

C-EPS的助力电机固定在转向柱的一侧，通过减速机构与转向轴相连，直接驱动转向轴助力转向。P-EPS的助力电机减速机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮实现助力转向。R-EPS的助力电机减速机构则直接驱动齿条提供助力(图2)。此外,还有直接助力式(DD-EPS) 。

图2.EPS结构示意图

二、电动助力转向系统对润滑剂的要求及推荐

图3.某客户EPS传动结构示意图

1、EPS助力电机减速机构主要有两种形式：双行星齿轮减速机构和蜗轮蜗杆减速机构。在降低噪声，提高效率和左右转向操作的对称性方面有较高的要求。常见的产品一般是金属蜗杆搭配塑料齿轮的减速结构，运行过程中会有高速运转，要求润滑剂有良好的抗剪切能力；工作环境的温度变化较大，要求润滑剂保证足够长的工作寿命；电机内部结构复杂，要求润滑剂对于金属和塑料都有良好的兼容性以及抗腐蚀性，且对电气元件无妨碍。MOLYKOTE EM-30L（AC3145）具备出色的塑料兼容性以及较为出色的承载能力以及降噪效果，得到了很多客户的认可；此外，MOLYKOTE P-1500（AC3213），YM-102 (AQ5081）在含有塑料件的蜗轮蜗杆运动部位，也有稳定出色的表现。

2、特定方向的扭矩通过助力电机输出端小齿轮以及传感器单元中的小齿轮，传递到齿条上面，进而产生转向。齿轮和齿条之间为了降低噪音，提高传输效率同样需要选择稳定可靠的润滑剂。该位置油脂需要有良好的低温运行性能，较高的抗载荷能力和粘附力,另外还能对金属器件起到防腐蚀作用。MOLYKOTE G-4700（AG1378）是一款含有极压添加剂的合成润滑脂，可以降低传动过程中的噪音，同时提升齿轮齿条之间的扭矩传输效率；MOLYKOTE D-7409（AC3242）是一款加热固化的二硫化钼涂层，可以涂装在齿轮/齿条的表面，在保证清洁润滑的前提下，还能减少接触面上磨损。

图4.某客户R-EPS转向拉杆总成

3、拉杆球头一般是金属球头配合塑料球窝，比如POM球窝之类自润滑性能较好的材质.在该位置上,要求油脂有一定的极压性能,抗氧化性能和长效稳定性,塑料兼容性也是必须要考虑到的。MOLYKOTE PG-75（AG1503）, MOLYKOTE LONGTERM 2/78（AC3180）这两款产品经过多年实际测试，已经得到国内外众多客户的认可。

4、波纹状防尘套的材质一般为氯丁橡胶，但有时考虑到耐候性的要求也会采用硅橡胶。防尘罩及两端拉杆间装配时使用硅脂可以提升装配效率，同时也起到防水密封效果。MOLYKOTE 111（AC3120）非常适合应用于此，已经得到众多日系汽车客户的青睐。

三、摩力克在电动助力转向系统应用推荐

对于转向机构的传动部位，可以选择兼容性优异的极压润滑脂或者减摩涂层来达到良好的润滑效果。摩力克提供了完整的解决方案供客户选择。具体产品及主要参数如下：

表1：摩力克在转向系统应用的产品推荐表