CN215922314U - 中大型商用车电动助力转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中大型商用车电动助力转向系统，包括伸缩式电动转向助力装置，伸缩式电动转向助力装置包括转向机构总成和出力机构总成，出力机构总成包括助力电机和滚珠丝杠机构，所述转向机构总成包括相啮合的转向齿轮和转向蜗杆，所述出力机构总成还包括相啮合的助力齿轮和助力蜗杆，助力蜗杆与所述助力电机连接，助力齿轮与转向蜗杆和所述滚珠丝杠机构连接，转向齿轮为蜗轮或斜齿轮，助力齿轮为蜗轮或斜齿轮。本实用新型的中大型商用车电动助力转向系统，转向时动作噪音低，方向盘换向时平滑、无撞击动作音，驾乘体验好，舒适度高。

Description

中大型商用车电动助力转向系统

技术领域

本实用新型属于车辆转向系统技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种中大型商用车电动助力转向系统。

背景技术

纯电动助力转向系统是中大型商用车转向系统的发展方向，同时中大型商用车，特别是新能源(如纯电动或氢能源)中大型商用车，对转向系统动作的低噪音化需求非常高。

中大型商用车电动助力转向系统转向动作噪音低、车辆驾驶转向操作体验好、舒适度高。可应用于中型与大型客车、货车、特种车辆，特别适用于纯电动中型与大型客车、货车、特种车辆。

中大型商用车电动助力转向系统是车辆实现助力转向的执行单元，同时也满足中大型商用车辅助驾驶功能和智能驾驶功能的转向执行需求。

现有中大型商用车转向系统基本是液压循环球助力转向系统或者电动液压循环球助力转向系统，这两种转向系统特别是在纯电动中大型商用车应用中存在动作噪音大的问题，同时油路布置与安装困难，后期维护成本高，因为需要使用液压油会造成一定的环境污染。另外这两种液压转向系统无法完全满足辅助驾驶或智能驾驶的转向功能需求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种中大型商用车电动助力转向系统，目的是减小噪音。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：中大型商用车电动助力转向系统，包括伸缩式电动转向助力装置，伸缩式电动转向助力装置包括转向机构总成和出力机构总成，出力机构总成包括助力电机和滚珠丝杠机构，所述转向机构总成包括相啮合的转向齿轮和转向蜗杆，所述出力机构总成还包括相啮合的助力齿轮和助力蜗杆，助力蜗杆与所述助力电机连接，助力齿轮与转向蜗杆和所述滚珠丝杠机构连接，转向齿轮为蜗轮或斜齿轮，助力齿轮为蜗轮或斜齿轮。

转向系统中同时使用了两组齿轮与蜗杆的啮合机构，其中一组用于转向功能的为增速减扭机构，另一组用于助力功能的为减速增扭机构，而且转向蜗杆与助力齿轮布置在同一旋转轴线上。

所述转向机构总成还包括转向扭杆机构，转向扭杆机构包括输入轴、输出轴和扭杆本体，扭杆本体的第一端和第二端均设置外花键，扭杆本体的第一端的外花键嵌入输入轴的光孔中且与输入轴为过盈配合，扭杆本体的第二端的外花键嵌入输出轴的光孔中且与输出轴为过盈配合，所述转向齿轮设置于输出轴上。

所述扭杆本体包括变形段、与变形段的一端连接的第一花键段、与变形段的另一端连接的第二花键段、与第一花键段连接的第一导向段和与第二花键段连接的第二导向段，第一花键段、第二花键段、第一导向段和第二导向段均设置外花键，扭杆本体的第一端的外花键的齿顶圆直径大于输入轴的光孔的直径，扭杆本体的第二端的外花键的齿顶圆直径大于输出轴的光孔的直径。

所述转向机构总成还包括转向壳体和设置于转向壳体上且用于对所述转向蜗杆施加沿径向的弹性作用力的第一间隙消除机构，所述出力机构总成还包括出力壳体和设置于出力壳体上且用于对所述助力蜗杆施加沿径向的弹性作用力的第二间隙消除机构。

所述出力机构总成还包括伸缩杆和防护装置，防护装置包括出力分壳体和除冰机构，除冰机构包括套设于伸缩杆上且用于刮除伸缩杆表面冰层的除冰板，伸缩杆与所述滚珠丝杠机构连接。

所述除冰板通过螺栓安装在所述出力分壳体上，除冰板与出力分壳体之间设置弹性衬套，螺栓穿过弹性衬套。

所述除冰板包括连接板和设置于连接板上且朝向连接板外侧伸出的凸缘，凸缘为圆环形结构，凸缘上设置多个齿状缺口，凸缘套设于所述伸缩杆上，所有齿状缺口为沿周向均匀分布，除冰板的表面硬度低于伸缩杆的表面硬度。

所述防护装置还包括设置于所述出力分壳体内部且套设于所述伸缩杆上的无油轴套，无油轴套与所述除冰板之间设置第一密封圈。

所述无油轴套设置多个且所有无油轴套为沿所述伸缩杆的轴向依次布置，相邻两个无油轴套之间设置第二密封圈。

本实用新型的中大型商用车电动助力转向系统，具有如下的有益效果：

1、转向时动作噪音低，方向盘换向时平滑、无撞击动作音，驾乘体验好，舒适度高；在没有发动机的新能源中大型商用车上，本身车辆噪音就很小，低噪音转向系统更加适用；

2、壳体零件均采用铝合金材料，总成质量轻，表面无需涂装、生产制造加工无污染；轻量化的转向系统在新能源中大型商用车上应用更有优势，可适当增加续航里程；

3、集成度高，电机电控集成为一体机安装在结构上，总成集成后零件数量仅为1个，整车布置安装方便，无复杂的油路及油路附件需要组装；

4、无液压油路，不存在漏油问题，不会造成环境污染。整个寿命周期内免维护，同时可以通过车辆诊断系统快速进行故障诊断；

5、可满足辅助驾驶和智能驾驶的转向功能需求；

6、能耗低，助力电机只有在进行车辆转向动作时工作，车辆行驶时不转向的话，电机电控动单元基本不工作、只有微电。同时直动伸缩结构的机械效率高达90％以上，相比液压循环球助力转向系统或者电动液压循环球助力转向系统，可以减少车辆能耗50％～80％。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型中大型商用车电动助力转向系统的结构示意图；

图2是本实用新型中大型商用车电动助力转向系统的结构原理图；

图3是伸缩式电动转向助力装置的结构示意图；

图4是伸缩式电动转向助力装置的分解示意图；

图5是伸缩式电动转向助力装置的内部局部结构示意图；

图6是转向机构总成的剖视图；

图7是转向机构总成的另一剖视图；

图8是第一间隙消除机构的分解示意图；

图9是助力蜗杆支撑结构示意图；

图10是出力机构总成的剖视图；

图11是第二间隙消除机构的分解示意图；

图12是螺母与导向杆的配合示意图；

图13是除冰机构的剖视图；

图14是除冰机构的分解示意图；

图15是除冰板的结构示意图；

图16是弹性衬套的结构示意图；

图17是转向扭杆机构的剖视图；

图18是转向扭杆机构的分解示意图；

图19是扭杆本体的剖视图；

图20是输入轴的剖视图；

图21是输出轴的剖视图；

图22是防护装置的结构示意图；

图23是出力机构总成壳体结构示意图；

图24是本实用新型中大型商用车电动助力转向系统的控制原理框图；

图中标记为：1、方向盘；2、转向管柱；3、转向传动轴；4、伸缩式电动转向助力装置；41、转向机构总成；42、出力机构总成；43、螺栓；44、O形密封圈；4101、输入轴；4102、扭杆本体；4103、第一轴承；4104、第一盖板；4105、扭矩角度传感器；4106、第二轴承；4107、输出轴；4108、第二盖板；4109、第三轴承；4110、O形密封圈；4111、端盖；4112、轴承锁紧螺母；4113、O形密封圈；4114、O形密封圈；4115、密封圈；4116、弹性体；4117、第一半联轴器；4118、第一轴承4103压板；4119、第四轴承；4120、转向齿轮；4121、转向蜗杆；4122、第五轴承；4123、第一弹簧座；4124、O形密封圈；4125、O形密封圈；4126、第一堵头；4127、转向壳体；4128、第一顶杆；4129、第一轴承套；4130、第一弹性元件；4201、助力齿轮；4202、助力蜗杆；4203、第二堵头；4204、O形密封圈；4205、O形密封圈；4206、第二弹簧座；4207、第六轴承；4208、第七轴承；4209、第二轴承压板；4210、爪型联轴器；4211、弹性体；4212、助力电机；4213、O形密封圈；4214、六角法兰面螺栓；4215、第二半联轴器；4216、第八轴承；4217、出力壳体；4218、压紧螺母；4219、轴承座；4220、O形密封圈；4221、第九轴承；4222、丝杠；4223、螺钉；4224、螺母；4225、伸缩杆；4226、连接法兰；4227、出力分壳体；4228、O形密封圈；4229、球头拉杆总成；4230、六角螺母；4231、O形密封圈；4232、导向杆；4233、壳体连接管；4234、垫圈；4235、第二顶杆；4236、第二轴承套；4237、第二弹性元件；4238、第一无油轴套；4239、第二无油轴套；4240、弹性衬套；4241、螺栓；4242、除冰板；4243、连接板；4244、凸缘；4245、齿状缺口；4246、轴套；4247、密封圈；4248、变形段；4249、第一导向段；4250、第二导向段；4251、第一花键段；4252、第二花键段；4253、光孔；4254、第一密封圈；4255、第二密封圈；4256、第一凸台；4257、第二凸台；5、转向纵拉杆；6、车轮；7、转向节臂；8、转向横拉杆；9、梯形臂。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”和“第九”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1至图23所示，本实用新型提供了一种中大型商用车电动助力转向系统，包括方向盘1、转向管柱2、转向传动轴3、转向纵拉杆5、转向节臂7和伸缩式电动转向助力装置4。伸缩式电动转向助力装置4包括扭矩角度传感器4105、转向机构总成41和出力机构总成42，转向机构总成41包括转向壳体4127以及相啮合的转向齿轮4120和转向蜗杆4121，出力机构总成42包括出力壳体4217、助力电机4212、滚珠丝杠机构、伸缩杆4225以及相啮合的助力齿轮4201和助力蜗杆4202，助力蜗杆4202与助力电机4212连接，助力齿轮4201与转向蜗杆4121为同轴固定连接，助力齿轮4201与滚珠丝杠机构连接，转向齿轮4120为蜗轮或斜齿轮，助力齿轮4201为蜗轮或斜齿轮。滚珠丝杠机构与伸缩杆4225连接，伸缩杆4225通过球头拉杆总成4229与转向外拉杆的一端连接，转向外拉杆的另一端与其中一个车轮6的转向节臂7转动连接，两个车轮6的转向节与转向横拉杆8转动连接，转向横拉杆8使两个车轮6同步转向。

具体地说，如图3至图7、图17至图21所示，转向机构总成41还包括转向扭杆机构，转向扭杆机构包括输入轴4101、输出轴4107和扭杆本体4102，扭杆本体4102的第一端和第二端均设置外花键，扭杆本体4102的第一端的外花键嵌入输入轴4101的光孔中且与输入轴4101为过盈配合，扭杆本体4102的第二端的外花键嵌入输出轴4107的光孔中且与输出轴4107为过盈配合，转向齿轮4120设置于输出轴4107上。

输入轴4101与转向管柱2连接，输出轴4107与转向齿轮4120固定连接。扭杆本体4102的第一端和第二端均设置外花键，外花键由若干个花键齿组成，扭杆本体4102的第一端和第二端为扭杆本体4102的长度方向上的相对两端，扭杆本体4102的第一端的外花键嵌入输入轴4101的光孔4253中且与输入轴4101为过盈配合，扭杆本体4102的第二端的外花键嵌入输出轴4107的光孔4253中且与输出轴4107为过盈配合，即可实现扭杆本体4102与输入轴4101和输出轴4107的圆周方向、轴线方向的固定。

具体地说，如图17至图21所示，扭杆本体4102包括变形段4248、与变形段4248的一端连接的第一花键段4251、与变形段4248的另一端连接的第二花键段4252、与第一花键段4251连接的第一导向段4250和与第二花键段4252连接的第二导向段4251，第一花键段4251、第二花键段4252、第一导向段4250和第二导向段4251与变形段4248为同轴设置，第一花键段4251、第二花键段4252、第一导向段4250和第二导向段4251均设置外花键。输入轴4101内的光孔4253和输出轴4107内的光孔4253均为圆孔，扭杆本体4102与输入轴4101和输出轴4107为同轴设置，扭杆本体4102的第一端的外花键的齿顶圆直径大于输入轴4101的光孔4253的直径，扭杆本体4102的第二端的外花键的齿顶圆直径大于输出轴4107的光孔4253的直径。第一花键段4251和第一导向段4250位于扭杆本体4102的第一端，第一花键段4251位于第一导向段4250和变形段4248之间，第一花键段4251和第一导向段4250上的外花键的直径大小相同，第一花键段4251的长度大于第一导向段4250的长度，第一导向段4250和第一花键段4251嵌入输入轴4101的光孔4253中且与输入轴4101为过盈配合，第一导向段4250的作用是扭杆在与输入轴4101压装时，进行初始定位和导向，以保证压入时扭杆不会产生偏移、不会发生压入后扭杆跳动大的问题。第二花键段4252和第二导向段4251位于扭杆本体4102的第二端，第二花键段4252位于第二导向段4251和变形段4248之间，第二花键段4252和第二导向段4251上的外花键的直径大小相同，第二花键段4252的长度大于第二导向段4251的长度，第二导向段4251和第二花键段4252嵌入输出轴4107的光孔4253中且与输出轴4107为过盈配合，第二导向段4251的作用是扭杆在与输出轴4107压装时，进行初始定位和导向，以保证压入时扭杆不会产生偏移、不会发生压入后扭杆跳动大的问题。

作为优选的，扭杆本体4102的材质为弹簧钢，该材料可以实现在两端固定的前提下，中间部分为变形段4248，在扭矩作用下进行扭转变形，在无扭矩作用时，又可以回弹到原始位置。

如图17和图18所示，输入轴4101的光孔4253中设置密封圈4247，扭杆本体4102与密封圈4247的位置相邻。输入轴4101为空心轴，输入轴4101上的光孔4253为从输入轴4101的轴向上的一端端面开始朝向输入轴4101内部延伸，扭杆本体4102从输入轴4101的轴向上的另一端压入输入轴4101中，最终嵌入光孔4253中。密封圈4247为O型圈，密封圈4247的作用是进行输入轴4101右端外露部分防尘防水。输出轴4107的内部压装有一个轴套3，输入轴4101的端部插入轴套4246中，轴套4246的作用是保证输入轴4101的旋转精度。

转向扭杆机构的工作原理如下：

汽车电动助力转向系统在工作时，方向盘1操舵力矩通过管柱施加到输入轴4101上，输入轴4101通过与扭杆本体4102花键过盈连接部分，将扭矩传递到扭杆本体4102上。与此同时，汽车转向时轮胎的阻力矩通过转向执行机构传递到输出轴4107上，输出轴4107通过与扭杆本体4102的花键过盈连接部分，将扭矩传递到扭杆本体4102的另一端。这时扭杆本体4102的两端分别承受方向相反的两个扭矩，必然导致扭杆本体4102进行变形，其变形量(即刚度，单位是deg/Nm)的大小即时被扭矩传感器采集后，发出扭矩信号，电动助力转向系统根据扭矩信号提供相应的助力扭力，施加在输出轴4107上提供助力。

上述结构的转向扭杆机构，具有结构简单、可靠性高、生产工序少和工艺成本低的优点，无需专业设备投入，设备折旧费用少，生产精度可控，成品率高，零部件通用化程度高。

如图1至图7、图9和图10所示，转向管柱2的上端与方向盘1固定连接，转向管柱2的下端与转向传动轴3的上端固定连接，转向传动轴3的下端与输入轴4101固定连接，扭矩角度传感器4105的本体与输入轴4101焊接在一起，扭矩角度传感器4105的转子与输出轴4107焊接在一起，通过扭杆的变形量采集到相应的扭矩和角度信号，并将此信号发送给转向电机电控动力单元。转向蜗杆4121与转向齿轮4120相啮合，构成增速机构，起到增速减矩作用。转向蜗杆4121与助力齿轮4201为同轴固定连接，助力蜗杆4202与助力齿轮4201相啮合，构成减速机构，起到增扭减速作用，助力蜗杆4202与助力电机4212的电机轴连接，助力蜗杆4202的轴线与输入轴4101的轴线在空间上相垂直。助力电机4212设置于出力壳体4217上，壳体连接管4233具有一定的长度且内部中空的壳体结构，出力壳体4217位于转向壳体4127和出力壳体4217之间，转向壳体4127与出力壳体4217的一端固定连接，出力壳体4217的另一端与壳体连接管4233的长度方向上的一端固定连接。输入轴4101为可旋转的设置于转向壳体4127上，转向齿轮4120和转向蜗杆4121位于转向壳体4127的内部，滚珠丝杠机构、助力蜗杆4202和助力齿轮4201位于出力壳体4217的内部，伸缩杆4225穿过壳体连接管4233，伸缩杆4225的一端位于壳体连接管4233的内部，伸缩杆4225的另一端位于壳体连接管4233的外部。球头拉杆总成4229与伸缩杆4225通过螺纹连接在一起，在出力分壳体4227约束下进行轴向往复运动。

采用两对蜗杆与蜗轮/斜齿轮分别实现转向与助力功能，蜗杆为钢质材料制成，蜗轮/斜齿轮的齿形部分为工程塑料，啮合运动摩擦时基本无噪音，可以大幅度降低转向系统的动作噪音，同时该结构紧凑、传动平稳，结构尺寸小、重量轻。

作为优选的，转向齿轮4120和助力齿轮4201的齿形部分均采用工程塑料制成，可以进一步减小摩擦噪音，转向齿轮4120的齿形部分与转向蜗杆4121相啮合，助力齿轮4201的齿形部分与助力蜗杆4202相啮合。

如图6和图7所示，转向机构总成41还包括第一轴承4103、第二轴承4106和第三轴承4109，第二轴承4106设置于转向壳体4127的内部且第二轴承4106位于第一轴承4103和第三轴承4109之间，第一轴承套设于输入轴4101上，第二轴承4106和第三轴承4109套设于输出轴4107上，第一轴套、第二轴承4106和第三轴承4109均为球轴承。转向壳体4127与第一盖板4104和第二盖板4108固定连接，转向壳体4127位于第一盖板4104和第二盖板4108之间，端盖4111与第二盖板4108固定连接，第一轴承4103压装在第一盖板4104的内部，第三轴承4109压装在第二盖板4108的内部，输出轴4107上具有分别与第二轴承4106的内圈端面和第三轴承4109的内圈端面相接触的两个轴肩，端盖4111与第三轴承4109的外圈端面相接触，端盖4111用于对对第三轴承4109进行轴向限位，从而实现转向扭杆机构的轴向固定。第一盖板4104与输入轴4101之间设置密封圈，第一盖板4104与转向壳体4127之间设O形密封圈，第二盖板4108与转向壳体4127之间设置O形密封圈，端盖4111与第二盖板4108之间设O形密封圈，以保证腔室与外部隔离，并实现IP67防护。

如图7所示，转向机构总成41还包括用于对转向蜗杆4121提供支撑的第四轴承4119和用于对第四轴承4119进行轴向限位的第一轴承压板4118，第四轴承4119位于转向壳体4127的内部，第四轴承4119套设于转向蜗杆4121的端部，第四轴承4119为调心球轴承，第一轴承压板4118通过三个六角法兰面螺栓连接在转向壳体4127上，第一轴承压板4118并压紧第四轴承4119，从而轴向固定转向蜗杆4121。该蜗杆传动机构中的蜗轮/斜齿轮均采用两端球轴承支撑的结构，以保证蜗轮/斜齿轮的旋转精度，减少振动和旋转精度变动大产生的高频周期噪音。

如图7和图8所示，转向机构总成41还包括转向壳体4127和设置于转向壳体4127上且用于对转向蜗杆4121施加沿径向的弹性作用力的第一间隙消除机构。第一间隙消除机构包括第一轴承套4129、设置于第一轴承套4129上且用于对助力蜗杆4202提供支撑的第五轴承41224122、与第一轴承套4129相接触的第一顶杆4128、第一弹簧座4123以及设置于第一弹簧座4123与第一顶杆4128之间且用于对第一顶杆4128施加弹性作用力的第一弹性元件4130。助力蜗杆4202的两端设置第五轴承41224122和第四轴承4119，第五轴承41224122位于第一轴承套4129的中心孔中，第五轴承41224122为球轴承，第五轴承41224122的尺寸小于第四轴承4119的尺寸，采用一边大、一边小的两个轴承，可以方便助力蜗杆4202从第四轴承4119的方向进行装配。同时在第五轴承41224122进行上下移动时，第四轴承4119可以进行调心补偿，因此第五轴承41224122选用调心球轴承。第五轴承41224122与第一轴承套4129装配在一起，而且第五轴承41224122与助力蜗杆4202的小端是间隙配合，容易装配。第一轴承套4129与第五轴承41224122为过盈配合，第五轴承41224122会跟随第一轴承套4129一会动作，而且不会产生轴向移动的问题。在第一轴承套4129左端设定第一堵头41264126，第一堵头41264126与转向壳体4127为螺纹连接，第一堵头41264126的作用是控制第一轴承套4129的轴向移动空间。第一弹簧座4123通过螺纹连接并固定在转向壳体4127上，其内部装配有第一顶杆4128，第一顶杆4128上端部与第一弹簧座4123内孔为间隙配合，可以保证第一顶杆4128在规定的方向进行移动。第一弹簧座4123与第一顶杆4128之间安装有一个第一弹性元件4130，第一弹性元件4130为圆柱螺旋弹簧且为压缩弹簧。因为第一弹簧座4123是固定的，因此第一弹性元件4130产生的弹簧力一直是向下的，并且是压着第一顶杆4128，使第一顶杆4128与第一轴承套4129保持接触状态。

作为优选的，如图7和图8所示，第一顶杆4128的一端与第一轴承套4129相接触，第一顶杆4128的该端具有与第一轴承套4129接触的接触面，该接触面为球面，可以保证第一弹性元件4130产生的向下的力，通过第一顶杆4128的球面一直压着第一轴承套4129。因为第一顶杆4128的球面与第一轴承套4129为点接触，因此能够保证弹簧力是始终朝着靠近蜗轮方向的力，而且不会产生其它方向的力。

作为优选的，第一轴承套4129的材质为粉末冶金，因为该材料自身有储油孔隙，可以保证第一轴承套4129上下动作时不会对转向壳体4127产生异常磨损。

如图7和图8所示，第一轴承套4129为四方形结构，转向壳体4127内设置一四方孔，第一轴承套4129位于四方孔中，第一轴承套4129沿第一顶杆4128的长度方向可以移动。垂直于蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆安装方向是间隙配合，保证第一轴承套4129可以沿轴线上下移动；平行于蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆安装方向，分别设有A1和B1两个较大间隙空间，间隙A1是指第一轴承套4129与转向壳体4127的第一内壁面之间的间隙，间隙B1是指第一轴承套4129与转向壳体4127的第二内壁面之间的间隙，第一内壁面和第二内壁面为转向壳体4127的四方孔中的相平行的两个内壁面，第一轴承套4129位于第一内壁面和第二内壁面之间，第一内壁面和第二内壁面与第一顶杆4128的长度方向相垂直，第二内壁面具有让第一顶杆4128穿过的孔。间隙A1：转向机构在整个生命周期使用过程中蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆自身磨损产生间隙，这个间隙的方向是朝着间隙A1缩小的方向进行，间隙A1的值远大于上述自身磨损间隙值，因此在自身磨损间隙产生时，通过弹簧力可以保证蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆无间隙啮合，同时第一轴承套4129也不会与转向壳体4127干涉。间隙B1：转向壳体4127在加工过程中难免出现加工误差，同时蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆也存在零件制造误差，由于这些累积误差会导致蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆安装中心过小，甚至可以咬死不能动作，因此设定间隙B1，以保证不会出现因误差带来的安装问题。转向壳体4127与第一轴承套4129在蜗杆的轴线方向设有间隙C，以保证第一轴承套4129可以上下自由移动，不会被第一堵头41264126压住。

第一间隙消除机构的工作原理如下：

转向机构总成41在运转过程中，转向蜗杆4121始终承受远离转向齿轮4120的径向力，这时候由安装在第一弹簧座4123内的第一弹性元件4130产生弹簧力向下压第一顶杆4128，由第一顶杆4128将向下压紧的力传递到第一轴承套4129，第一轴承套4129带着第五轴承41224122一起向下压紧蜗杆，从而保证转向蜗杆4121始终与转向齿轮4120无间隙啮合。转向机构总成41在整个生命周期使用过程中，会不断产生磨损，磨损会导致转向齿轮4120与转向蜗杆4121产生啮合间隙，而且会越来越大。这时同样由安装在第一弹簧座4123内的第一弹性元件4130产生弹簧力向下压第一顶杆4128，由第一顶杆4128将向下压紧的力传递到第一轴承套4129，第一轴承套4129带着第五轴承41224122一起向下压紧蜗杆，从而保证转向蜗杆4121始终与转向齿轮4120无间隙啮合。在弹簧力的作用下，不管是转向机构总成41运动方向切换或者路面冲击时，转向蜗杆4121始终会与转向齿轮4120跟随进行无间隙啮合。

如图9和图10所示，出力机构总成42还包括第八轴承4216和第九轴承4221，第八轴承4216和第九轴承4221用于对助力齿轮4201提供支撑作用，第八轴承4216设置于出力壳体4217的内部，第九轴承4221设置于轴承座4219的内部，轴承座4219固定设置于出力壳体4217的内部，第八轴承4216为球轴承，第九轴承4221为角接触球轴承，第九轴承4221设置两个，两个第九轴承4221为采用背对背的方式进行安装，这种安装方式能够提高精度。

如图9所示，出力机构总成42还包括用于对助力蜗杆4202提供支撑的第七轴承4208和用于对第七轴承4208进行轴向限位的第二轴承压板4209，第七轴承4208位于出力壳体4217的内部，第七轴承4208套设于助力蜗杆4202的端部，第七轴承4208为调心球轴承，第二轴承压板4209通过螺栓连接在出力壳体4217上，第二轴承压板4209并压紧第七轴承4208，从而轴向固定助力蜗杆4202。该蜗杆传动机构中的蜗轮/斜齿轮均采用两端球轴承支撑的结构，以保证蜗轮/斜齿轮的旋转精度，减少振动和旋转精度变动大产生的高频周期噪音。

如图9和图11所示，出力机构总成42还包括出力壳体4217和设置于出力壳体4217上且用于对助力蜗杆4202施加沿径向的弹性作用力的第二间隙消除机构。第二间隙消除机构包括第二轴承套4236、设置于第二轴承套4236上且用于对助力蜗杆4202提供支撑的第六轴承42074207、与第二轴承套4236相接触的第二顶杆4235、第二弹簧座4206以及设置于第二弹簧座4206与第二顶杆4235之间且用于对第二顶杆4235施加弹性作用力的第二弹性元件4237。

如图9和图11所示，助力蜗杆4202的两端设置第六轴承42074207和第七轴承4208，第六轴承42074207位于第二轴承套4236的中心孔中，第七轴承4208位于出力壳体4217的内部，助力蜗杆4202与助力齿轮4201相啮合，第六轴承42074207为球轴承，第六轴承42074207的尺寸小于第七轴承4208的尺寸，采用一边大、一边小的两个轴承，可以方便助力蜗杆4202从第七轴承4208的方向进行装配。同时在第六轴承42074207进行上下移动时，第七轴承4208可以进行调心补偿，因此第六轴承42074207选用调心球轴承。第六轴承42074207与第二轴承套4236装配在一起，而且第六轴承42074207与助力蜗杆4202的小端是间隙配合，容易装配。第二轴承套4236与第六轴承42074207为过盈配合，第六轴承42074207会跟随第二轴承套4236一会动作，而且不会产生轴向移动的问题。在第二轴承套4236左端设定第二堵头4203，第二堵头4203与出力壳体4217为螺纹连接，第二堵头4203的作用是控制第二轴承套4236的轴向移动空间。第二弹簧座4206通过螺纹连接并固定在出力壳体4217上，其内部装配有第二顶杆4235，第二顶杆4235上端部与第二弹簧座4206内孔为间隙配合，可以保证第二顶杆4235在规定的方向进行移动。第二弹簧座4206与第二顶杆4235之间安装有一个第二弹性元件4237，第二弹性元件4237为圆柱螺旋弹簧且为压缩弹簧。因为第二弹簧座4206是固定的，因此第二弹性元件4237产生的弹簧力一直是向下的，并且是压着第二顶杆4235，使第二顶杆4235与第二轴承套4236保持接触状态。

如图9和图11所示，第二顶杆4235的一端与第二轴承套4236相接触，第二顶杆4235的该端具有与第二轴承套4236接触的接触面，该接触面为球面，可以保证第二弹性元件4237产生的向下的力，通过第二顶杆4235的球面一直压着第二轴承套4236。因为第二顶杆4235的球面与第二轴承套4236为点接触，因此能够保证弹簧力是始终朝着靠近蜗轮方向的力，而且不会产生其它方向的力。第二轴承套4236的材质为粉末冶金，因为该材料自身有储油孔隙，可以保证第二轴承套4236上下动作时不会对出力壳体4217产生异常磨损。

如图9和图11所示，第二轴承套4236为四方形结构，出力壳体4217内设置一四方孔，第二轴承套4236位于四方孔中，第二轴承套4236沿第二顶杆4235的长度方向可以移动。垂直于蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆安装方向是间隙配合，保证第二轴承套4236可以沿轴线上下移动；平行于蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆安装方向，分别设有A2和B2两个较大间隙空间，间隙A2是指第二轴承套4236与出力壳体4217的第一内壁面之间的间隙，间隙B2是指第二轴承套4236与出力壳体4217的第二内壁面之间的间隙，第一内壁面和第二内壁面为出力壳体4217的四方孔中的相平行的两个内壁面，第二轴承套4236位于第一内壁面和第二内壁面之间，第一内壁面和第二内壁面与第二顶杆4235的长度方向相垂直，第二内壁面具有让第二顶杆4235穿过的孔。间隙A2：出力机构总成42在整个生命周期使用过程中蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆自身磨损产生间隙，这个间隙的方向是朝着间隙A2缩小的方向进行，间隙A2的值远大于上述自身磨损间隙值，因此在自身磨损间隙产生时，通过弹簧力可以保证蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆无间隙啮合，同时第二轴承套4236也不会与出力壳体4217干涉。间隙B2：出力壳体4217在加工过程中难免出现加工误差，同时蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆也存在零件制造误差，由于这些累积误差会导致蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆安装中心过小，甚至可以咬死不能动作，因此设定间隙B2，以保证不会出现因误差带来的安装问题。出力壳体4217与第二轴承套4236在蜗杆的轴线方向设有间隙C2，以保证第二轴承套4236可以上下自由移动，不会被第二堵头4203压住。

第二间隙消除机构的工作原理如下：

出力机构总成42在运转过程中，蜗杆始终承受远离蜗轮或者斜齿轮的径向力，这时候由安装在第二弹簧座4206内的第二弹性元件4237产生弹簧力向下压第二顶杆4235，由第二顶杆4235将向下压紧的力传递到第二轴承套4236，第二轴承套4236带着第六轴承42074207一起向下压紧蜗杆，从而保证蜗杆始终与蜗轮或者斜齿轮无间隙啮合。出力机构总成42在整个生命周期使用过程中，会不断产生磨损，磨损会导致蜗轮蜗杆或者斜齿轮+蜗杆产生啮合间隙，而且会越来越大。这时同样由安装在第二弹簧座4206内的第二弹性元件4237产生弹簧力向下压第二顶杆4235，由第二顶杆4235将向下压紧的力传递到第二轴承套4236，第二轴承套4236带着第六轴承42074207一起向下压紧蜗杆，从而保证蜗杆始终与蜗轮或者斜齿轮无间隙啮合。在弹簧力的作用下，不管是出力机构总成42运动方向切换或者路面冲击时，蜗杆始终会与蜗轮或者斜齿轮跟随进行无间隙啮合。

如图10、图13至图16所示，出力机构总成42还包括伸缩杆4225和防护装置，防护装置包括出力分壳体4227和除冰机构，出力分壳体4227和出力壳体4217分别与壳体连接管4233的长度方向上的两端固定连接，除冰机构包括套设于伸缩杆4225上且用于刮除伸缩杆4225表面冰层的除冰板，伸缩杆4225与滚珠丝杠机构连接。伸缩杆4225为圆管，除冰板具有让伸缩杆4225穿过的中心孔，伸缩杆4225可沿轴向相对于出力分壳体4227进行移动，除冰板和伸缩杆4225采用小间隙配合，可以保证伸缩杆4225在轴向动作时，除冰板不受轴向力。除冰板通过螺栓4241与出力分壳体4227连接，除冰板与出力分壳体4227之间安装有弹性衬套4240，螺栓4241穿过弹性衬套4240的中心孔，弹性衬套4240通过螺栓4241紧固在出力分壳体4227上不能移动。

作为优选的，弹性衬套4240设置多个，螺栓4241也设置多个，螺栓4241的数量与弹性衬套4240的数量相同，各个螺栓4241分别穿过一个弹性衬套4240的中心孔，除冰板具有让弹性衬套4240的端部插入的安装孔，弹性衬套4240夹在除冰板与出力分壳体4227的端面之间，弹性衬套4240具有弹性性能，出力分壳体4227具有让伸缩杆4225穿过的通孔。

在本实施例中，如图13和图14所示，弹性衬套4240共设置三个，所有弹性衬套4240是以伸缩杆4225的轴线为中心线沿周向均匀分布，螺栓4241为六角头螺栓，出力分壳体4227具有让螺栓4241插入的内螺纹孔，除冰板位于出力分壳体4227与螺栓4241的六角头部之间。除冰板可以在轴向方向、且是靠近出力分壳体4227的方向进行移动，轴向移动通过克服弹性衬套4240的橡胶部分的弹性力进行。在远离出力分壳体4227的轴向方向不能移动，受制于螺栓4241的法兰面，因为螺栓4241与弹性衬套4240的钢芯及出力分壳体4227完全紧定在一起。除冰板可在除轴向外的任意方向进行轻微移动，移动也是依靠克服弹性衬套4240的橡胶部分的弹性力进行。

如图16所示，弹性衬套4240为复合材料制成，弹性衬套4240的内圈材料为碳钢，外部材料是弹性体。通过硫化工艺将外部弹性体材料与钢圈粘合在一起。弹性衬套4240外部的弹性体上设有两个不同形状的槽，以满足除冰板在移动时有足够的变形空间。弹性衬套4240采用复合材料的目的是：内部钢圈可以通过螺栓4241完全固定在出力分壳体4227上，外部弹性体可以适应除冰板的移动，同时在钢圈的限制下，保证不会出现设定外的动作。

如图13至图15所示，除冰板包括连接板4243和设置于连接板4243上且朝向连接板4243外侧伸出的凸缘4244，凸缘4244为圆环形结构，凸缘4244上设置多个齿状缺口4245，凸缘4244套设于伸缩杆4225上，所有齿状缺口4245为沿周向均匀分布。连接板4243上设置让弹性衬套4240的端部插入的安装孔，连接板4243位于出力分壳体4227与螺栓4241的六角头部之间。凸缘4244与伸缩杆4225为同轴设置，伸缩杆4225穿过连接板4243和凸缘4244的中心孔，凸缘4244和螺栓4241的六角头部位于连接板4243的同一侧。齿状缺口4245为在凸缘4244的外圆面上设置的凹槽，所有齿状缺口4245在凸缘4244的外圆面上为沿周向均匀分布，齿状缺口4245并延伸至凸缘4244上的远离连接板4243的一端的端面上，齿状缺口4245的作用是在遇到较大冰块或较厚冰层时，利用缺口锐边进行碎冰处理。

作为优选的，如图13所示，除冰板的内孔两端设置有过渡圆角，同时内孔与伸缩杆4225采用小间隙配合，可以完全剔除薄冰层和冰渣，以防止薄冰通过除冰板与伸缩杆4225的间隙，进入到机构内部。

作为优选的，除冰板的表面硬度低于伸缩杆4225的表面硬度。除冰板的材质为工程塑料，该材料表面硬度远低于伸缩杆4225表面硬度，保证伸缩在进行推拉动作时，不会补除冰板拉伤工作表面。

除冰机构的工作原理如下：

伸缩杆4225在进行运动时，并非是完全理想的直线运线，由于除冰板与伸缩杆4225是小间隙配合，此处除冰板会受到来自伸缩杆4225产生的各个方向的动作力。除冰板在受到不定的方向的动作力时，也会产生相应方向的动作，该动作通过弹性衬套4240的弹性体变形来满足。

如上述受力动作内容，除冰板在依靠弹性衬套4240的弹性体变形，随时跟随伸缩杆4225的动作(除了远离出力分壳体4227的方向限制)，保证了除冰板不会成为伸缩杆4225的动作负担，还可以始终保持除冰板与伸缩杆4225的小间隙状态。

伸缩杆4225工作表面结冰后，除冰板通过齿状缺口4245先进行碎冰或者使冰层裂开，在由除冰板内孔圆角及凸台端面进行刮冰处理，最后由除冰板与伸缩杆4225的小间隙完成冰屑剔除动作。

上述结构的除冰机构，具有如下的优点：

1、装配工序简单，工艺成本低，除三个螺栓需要工具拧紧外，其余工序只是简单的装配动作；

2、结构简单紧凑、工作可靠性高；

3、除冰效果明显；

4、相比有伸缩保护套的伸缩机构，工作时无吸气排气动作，无噪音。

如图10所示，滚珠丝杠机构包括与助力齿轮4201连接的丝杠4222、与丝杠4222相配合的螺母4224和对螺母4224进行导向的导向杆4232514，伸缩杆4225与螺母4224固定连接。壳体连接管4233为圆柱体，丝杠4222与壳体连接管4233为同轴设置，丝杠4222为可旋转的设置于壳体连接管4233的内部，丝杠4222与助力齿轮4201为同轴固定连接，丝杠4222与螺母4224构成螺旋传动，螺母4224位于壳体连接管4233的内部，螺母4224与伸缩杆4225的一端固定连接，伸缩杆4225与丝杠4222和螺母4224为同轴设置。丝杠4222转动后，螺母4224带动伸缩杆4225同步沿轴向进行移动，伸缩杆4225通过转向外拉杆带动转向节臂7进行转动，实现车轮6的偏转，进而实现车辆的转向。

如图10和图12所示，导向杆4232位于壳体连接管4233的内部，壳体连接管4233与出力分壳体4227之间设置连接法兰4226，连接法兰4226与壳体连接管4233和出力分壳体4227固定连接，导向杆4232的一端与轴承座4219固定连接，导向杆4232的另一端与连接法兰4226固定连接。导向杆4232的轴线与丝杠4222的轴线相平行，导向杆4232设置三个，所有导向杆4232是以丝杠4222的轴线为中心线沿周向均匀分布，提高了安定性。导向杆4232设置三根，可减小每根导向杆4232所受的弯曲力矩，同时导向杆4232刚性增加，可以大幅减小滚珠丝杠螺母直线运动时的推拉力波动。螺母4224在直线往复移动时，采用三根导向杆4232防止螺母4224的圆周方向转动。螺母4224上设置有两个第一无油轴套4238，各个导向杆4232分别穿过一个第一无油轴套4238。螺母4224的法兰面上加工有两个圆形通孔，各个第一无油轴套4238分别安装在螺母4224上的一个圆孔通孔中，第一无油轴套4238采用三层复合材料制成的无油轴套，两个导向杆4232分别穿过两个第一无油轴套4238的中心孔。第一无油轴套4238与导向杆4232采用小间隙配合，导向杆4232的两端固定，当螺杠受转动力矩时，由两根导向杆4232抑制螺母4224圆周方向的力矩。导向杆4232的外圆面镀铬并淬硬后磨光，以保证导向杆4232刚度大和表面光洁，以满足导向杆4232在保持直线运动时基本没有弯曲变形，并且第一无油轴套4238的摩擦系数低，从而确保螺母4224运动顺畅。

如图5、图7至图10所示，转向蜗杆4121上设置第一半联轴器4117，助力齿轮4201上设置第二半联轴器4215，第一半联轴器4117与第二半联轴器4215连接且第一半联轴器4117和第二半联轴器4215之间设置弹性体4116，第一半联轴器4117与第二半联轴器4215和弹性体4116组成爪型联轴器，转向蜗杆4121通过该爪型联轴器实现与助力齿轮4201的连接，将力矩和角度传递到出力机构总成42上。助力电机4212的电机轴通过另一爪型联轴器与助力蜗杆4202连接，该爪型联轴器也是由两个半联轴器和弹性体组成。采用爪型联轴器进行运动方向和力矩的传递，由于零件加工和制作精度变差会带来的旋转件不同心，通过弹性元件弥补变差，并减小或减弱动作噪音的传递。

出力机构总成42的工作原理如下：

来自转向机构总成41的力矩和角度，通过爪型联轴器传递到丝杠4222上；同时电机电控动力单元接受到转向机构总成41中的扭矩角度传感器4105发出来的扭矩和角度信号，通过电机电控动力单元的信号处理和助力控制策略运算后，输出给电机电控动力单元中的助力电机4212相应的助力转动力矩和转动方向；电机电控动力单元将助力转动力矩传递到助力蜗杆4202上，再由助力蜗杆4202与助力齿轮4201实现增扭减速的啮合传动，最终将助力转动力矩施加到丝杠4222上；此时，丝杠4222上叠加两个力矩，两个力矩的大小不同，但是两个力矩的转动方向是一致的；丝杠4222传递过来的转动力矩由螺母4224转换为直线运动，因为螺母4224受三个导向杆4232的周向约束，只有直线方向可以运动；此时螺母4224的直线运动方向取决于滚珠丝杠的力矩转动方向；螺母4224带动伸缩杆4225、球头拉杆总成4229进行直线往复运动。

如图10和图22所示，防护装置还包括设置于出力分壳体4227内部且套设于伸缩杆4225上的第二无油轴套4239，第二无油轴套4239为采用三层复合材料制成的无油轴套，其承载能力大。同时，伸缩杆4225的表面镀铬并淬硬后磨光，无油轴套的摩擦系数低，可以降低往复运动的摩擦噪音。

如图10和图22所示，除冰机构处形成第一级防护，除冰板采用高强度工程塑料制成，其作用是可以去除伸缩杆4225表面的覆冰、泥水混合物等较大颗粒杂质。第二无油轴套4239与除冰板之间设置第一密封圈4254，第一密封圈4254套设于伸缩杆4225上，第一密封圈4254的内圆面与伸缩杆4225的外圆面相接触，第一密封圈4254用于伸缩杆4225与出力分壳体4227之间的密封，第一密封圈4254可以防止灰尘、纤维类等较小颗粒杂质进入壳体连接管4233内部，形成第二级防护。

如图10和图22所示，第二无油轴套4239为圆环形结构，第二无油轴套4239的内圆面与伸缩杆4225的外圆面相接触，第二无油轴套4239设置多个且所有第二无油轴套4239为沿伸缩杆4225的轴向依次布置，相邻两个第二无油轴套4239之间设置第二密封圈4255。第二密封圈4255为橡胶密封圈，第二密封圈4255套设于伸缩杆4225上，第二密封圈4255的内圆面与伸缩杆4225的外圆面相接触，第二密封圈4255用于伸缩杆4225与出力分壳体4227之间的密封，第二密封圈4255防止水、油、气化物等进入壳体连接管4233内部，形成第三级防护。

采用三级防护结构，可以有效防止伸缩杆4225与无油轴套运动副进入对产品有害的物质，防止有使用寿命周期内出现异常磨损，因而减少由此带来的异常摩擦噪音和非直线运动方向的结构噪音。

作为优选的，出力壳体4217、壳体连接管4233、连接法兰4226、出力分壳体4227的材质均为铝合金材料，可以满足轻量化要求。壳体连接管4233为薄壁空筒零件，以减轻质量，同时在壳体连接管4233的四个表面分别设有若干细长加强筋，在轻量化的同时能承受足够的弯曲载荷、不变形。

如图23所示，在出力壳体4217上设有第一凸台4256，第一凸台4256设置一个且第一凸台4256为圆形凸台，在出力分壳体4227上设有第二凸台4257，第二凸台4257设置一个且第二凸台4257为矩形凸台，第一凸台4256是用于在出力壳体4217在车身上安装时用于出力壳体4217的定位，第二凸台4257是用于在出力分壳体4227在车身上安装时用于出力分壳体4227的定位，中大型商用车的车身上设置让第一凸台4256嵌入的第一定位孔和让第二凸台4257嵌入的第二定位孔，第一定位孔为圆孔，第二定位孔为矩形孔。通过圆形凸台和矩形凸台的配合，共同保证安装到车辆时的位置正确，通过同时圆形凸台和矩形凸台的组合定位，可以弥补车辆安装支架孔的加工误差。第一凸台4256用来承受轴向载荷，第二凸台4257用来承受径向载荷。出力壳体4217和出力分壳体4227是通过螺栓固定在车身上。

如图24所示，上述结构的中大型商用车电动助力转向系统，其控制方法包括如下的步骤：

S11、车辆直线行驶时，方向盘1不转动，整个转向系统也不工作，同时，电机电控动力单元处于待机状态不工作；

S12、车辆向左或向右转动方向盘1时，电机电控动力单元将接受扭矩角度传感器4105采集到的扭矩和角度信号，同时也接受到整车发来的车速信号；

S13、电机电控动力单元将上述三个信号经信号处理模块处理后，再通过扭矩、车速与助力电流查询表中的策略，确定目标电机电流大小与方向；

S14、目标电机电流经电机控制模块处理后，直接驱动助力电机4212输出转矩，形成助力输出；

S15、电机控制模块同时会接收到实际电流反馈值，不断调整和弥补实际电机电流与目标电机电流之间的差值，使实际电机电流与目标电机电流无限接近，形成电流闭环控制；

S16、助力电机4212助力转动力矩的大小，根据车辆行驶速度进行相应调整，在车辆原地或低速行驶时提供较大的助力转动力矩，使方向盘1操作轻盈；在车辆高速行驶时提供较小的助力转动力矩或甚至不提供助力转动力矩，方向盘1操作时不会有发飘的手感。通过上述控制，在车辆转向操作过程中，提升了驾驶员的舒适性、增强了驾驶员的安全感，也大幅度减少了转向系统给车辆带来的能源消耗。

如图2所示，上述结构的中大型商用车电动助力转向系统，，其工作原理如下：

1)车辆启动后，电机电控动力单元通电并准备工作，并与车辆CAN通讯网络连接，获取车辆行驶速度信号；

2)当驾驶员转动方向盘1时，操舵力矩和操舵角度通过转向管柱2、转向传动轴3传递到输入轴4101上；

3)操舵力矩和操舵角度经过输入轴4101下方连接的蜗杆与蜗轮/斜齿轮传动机构6，增速减扭传递到滚珠丝杠机构上；

4)与此同时，焊接在输入轴4101的扭矩角度传感器4105，将采集到的扭矩和角度信号发送给电机电控动力单元；

5)电机电控动力单元接收到扭矩角度传感器4105发来的扭矩和角度信号，并结合车速信号，通过内部的信号处理模块、助力控制策略、电机控制模块处理和运算后，输出相应的助力转动力矩和转动方向；

6)助力转动力矩和转动方向经过蜗杆与蜗轮/斜齿轮传动机构，增扭减速传递到滚珠丝杠机构上；

7)此时滚珠丝杠机构上叠加了转向操舵力矩和助力转动力矩，两个力矩的大小不同，但是转动方向一致；

8)滚珠丝杠机构将传递过来的叠加转动力矩转换为直线往复运动的推拉力；

9)直线往复运动的推拉力，通过伸缩杆4225、转向纵拉杆5、转向节臂7、梯形臂9、转向横拉杆8带动左、右车轮6实现向左或向右转动，使车辆完成与驾驶员方向盘1转向操作一致的转向动作；

10)车轮6的转向力矩，绝大部分由电机电控动力单元提供，方向盘1操舵力矩占比很小，而且可以根据车速调整到驾驶员舒适、安全感强的状态。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.中大型商用车电动助力转向系统，包括伸缩式电动转向助力装置，伸缩式电动转向助力装置包括转向机构总成和出力机构总成，出力机构总成包括助力电机和滚珠丝杠机构，其特征在于：所述转向机构总成包括相啮合的转向齿轮和转向蜗杆，所述出力机构总成还包括相啮合的助力齿轮和助力蜗杆，助力蜗杆与所述助力电机连接，助力齿轮与转向蜗杆和所述滚珠丝杠机构连接，转向齿轮为蜗轮或斜齿轮，助力齿轮为蜗轮或斜齿轮。

2.根据权利要求1所述的中大型商用车电动助力转向系统，其特征在于：转向系统中同时使用了两组齿轮与蜗杆的啮合机构，其中一组用于转向功能的为增速减扭机构，另一组用于助力功能的为减速增扭机构，而且转向蜗杆与助力齿轮布置在同一旋转轴线上。

3.根据权利要求1或2所述的中大型商用车电动助力转向系统，其特征在于：所述转向机构总成还包括转向扭杆机构，转向扭杆机构包括输入轴、输出轴和扭杆本体，扭杆本体的第一端和第二端均设置外花键，扭杆本体的第一端的外花键嵌入输入轴的光孔中且与输入轴为过盈配合，扭杆本体的第二端的外花键嵌入输出轴的光孔中且与输出轴为过盈配合，所述转向齿轮设置于输出轴上。

4.根据权利要求3所述的中大型商用车电动助力转向系统，其特征在于：所述扭杆本体包括变形段、与变形段的一端连接的第一花键段、与变形段的另一端连接的第二花键段、与第一花键段连接的第一导向段和与第二花键段连接的第二导向段，第一花键段、第二花键段、第一导向段和第二导向段均设置外花键，扭杆本体的第一端的外花键的齿顶圆直径大于输入轴的光孔的直径，扭杆本体的第二端的外花键的齿顶圆直径大于输出轴的光孔的直径。

5.根据权利要求1或2所述的中大型商用车电动助力转向系统，其特征在于：所述转向机构总成还包括转向壳体和设置于转向壳体上且用于对所述转向蜗杆施加沿径向的弹性作用力的第一间隙消除机构，所述出力机构总成还包括出力壳体和设置于出力壳体上且用于对所述助力蜗杆施加沿径向的弹性作用力的第二间隙消除机构。

6.根据权利要求1或2所述的中大型商用车电动助力转向系统，其特征在于：所述出力机构总成还包括伸缩杆和防护装置，防护装置包括出力分壳体和除冰机构，除冰机构包括套设于伸缩杆上且用于刮除伸缩杆表面冰层的除冰板，伸缩杆与所述滚珠丝杠机构连接。

7.根据权利要求6所述的中大型商用车电动助力转向系统，其特征在于：所述除冰板通过螺栓安装在所述出力分壳体上，除冰板与出力分壳体之间设置弹性衬套，螺栓穿过弹性衬套。

8.根据权利要求6所述的中大型商用车电动助力转向系统，其特征在于：所述除冰板包括连接板和设置于连接板上且朝向连接板外侧伸出的凸缘，凸缘为圆环形结构，凸缘上设置多个齿状缺口，凸缘套设于所述伸缩杆上，所有齿状缺口为沿周向均匀分布，除冰板的表面硬度低于伸缩杆的表面硬度。

9.根据权利要求6所述的中大型商用车电动助力转向系统，其特征在于：所述防护装置还包括设置于所述出力分壳体内部且套设于所述伸缩杆上的无油轴套，无油轴套与所述除冰板之间设置第一密封圈。

10.根据权利要求9所述的中大型商用车电动助力转向系统，其特征在于：所述无油轴套设置多个且所有无油轴套为沿所述伸缩杆的轴向依次布置，相邻两个无油轴套之间设置第二密封圈。

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