小齿轮式电动助力转向器

背景技术：

在汽车转向机的设计中，驾驶员施加在方向盘上的扭矩通过转向中间轴传递到电动转向机的输入端，用于驱动电机提供相应的助力。目前市场上常见的电动助力转向机，有小齿轮式、双小齿轮式、带传动式和管柱式。管柱式电动转向机，仅应用于低齿条力的车型，无法满足更大齿条力的要求。双小齿轮式和带传动式的转向机，用于中高齿条力的车型，但是也面临着越来越多的问题，例如零件成本高，结构设计复杂，对底盘空间要求大等。

小齿轮式的电动转向机，电机布置于齿条轴下，对底盘车架的空间要求苛刻，难以被整车厂接受。因此需要重新设计一种小齿轮电动助力转向机，以便于在汽车底盘空间中布置。为此，博世华域实用专利提供了一种新型小齿轮式电动助力转向机，包括整体式壳体、传感器单元、蜗轮蜗杆减速机构、驱动电机、小齿轮轴、塑料隔板、输入轴、扭杆、齿条和压块预紧机构。齿条位于整体式壳体内，齿条的上方安装有驱动电机、传感器单元、蜗轮蜗杆减速机构，蜗轮与传感器单元之间设有塑料隔板。同现有技术相比，驱动电机布置于齿条轴的上方，壳体采用整体式的设计，减少装配带来的误差，降低了成本，又使得转向机的空间包络更紧凑，便于在汽车底盘空间中布置。通过将传感器单元与蜗轮蜗杆减速机构采用塑料隔板隔离，避免了两者之间的相互影响。

小齿轮式电动助力转向器：扭矩传感器和助力机构集成在同侧齿轮轴上，通过蜗轮蜗杆减速器将电机的旋转运动转化为齿条的直线运动。

小齿轮式电动助力转向器：P-EPS。

产品特点：理想的电动汽车转向解决方案；个性化驾驶体验；高效优化系统摩擦；恒定和渐进式转向比的模块化概念；符合未来要求的可扩展的电机系列和电子控制单元如自动驾驶。

转向机的组成：

小齿轮电动助力转向机包括整体式壳体、传感器单元、蜗轮蜗杆减速机构、驱动电机、小齿轮轴、塑料隔板、输入轴、扭杆、齿条和压块预紧机构，整体式壳体的两端安装有横拉杆，驱动电机、传感器单元、蜗轮蜗杆减速机构通过整体式壳体连接安装，可将驱动电机的输出扭矩转化成齿条的助力。

1、壳体，2、驱动电机，3、传感器单元，4、蜗轮蜗杆减速机构，5、横拉杆。

齿条位于整体式壳体内，齿条的上方安装有驱动电机、传感器单元、蜗轮蜗杆减速机构，驱动电机的轴与蜗轮蜗杆减速机构的蜗杆连接。蜗轮蜗杆减速机构的蜗轮套设在小齿轮轴外，蜗轮的上方设有传感器单元，蜗轮与传感器单元之间设有塑料隔板，塑料隔板防止蜗轮处的润滑油脂进入传感器单元，同时也可以在传感器装配时，避免碎屑进入蜗轮蜗杆之间。

6、小齿轮轴，7、蜗轮，8、塑料隔板，9、输入轴，10、扭杆，18、齿条，19、压块预紧机构。

小齿轮轴与蜗轮为一体式结构，以提高扭矩和运动传递的精确性。小齿轮轴的上端与输入轴之间采用扭杆连接，小齿轮轴的下端与齿条一端的齿面啮合，将旋转运动转化为直线移动，传递效率高。扭杆的大端外圆与小齿轮轴的内孔过盈配合，实现小齿轮轴和扭杆的固定连接。扭杆的小端设有花键结构，花键结构与输入轴的内孔过盈配合，输入轴与扭杆的外圆之间设有第二滚针轴承，以提高输入轴转动的平顺性，避免扭杆发生非扭转变形而造成扭矩信号偏差。压块预紧机构抵住齿条的齿背，压块预紧机构保证在运动过程中的小齿轮轴齿条啮合间隙最小，降低噪音风险。

11-15、第一-二滚针轴承，12、球轴承，13、锁紧螺母，14、螺盖，16、扭矩传感器，17、磁环。

小齿轮轴的两端与整体式壳体之间分别设有第一滚针轴承和球轴承，支撑小齿轮轴承受的蜗轮和齿条的啮合反力。球轴承的内圈与小齿轮轴之间采用锁紧螺母固定，限制传感器单元在整体式壳体中的轴向移动。球轴承的外圈与整体式壳体的底孔过盈配合，螺盖与整体式壳体的底孔螺纹连接，实现球轴承的可靠装配。

传感器单元包括扭矩传感器和磁环，扭矩传感器铆接在小齿轮轴的外圆上，磁环铆接在输入轴的外圆上。当方向盘扭矩传递到输入轴上，此时小齿轮轴仍保持静止状态，扭杆上下两端存在扭矩差，进而发生扭转变形，从而扭矩传感器监测到磁环的磁场变化角度，根据扭杆的刚度就转化为实际的扭矩信号。

20、塑料衬套，21、O型圈，22、止推环。

齿条的另一端与整体式壳体之间设有塑料衬套和止推环，塑料衬套支撑齿条的直线移动。止推环防止塑料衬套在齿条直线移动过程中从整体式壳体安装孔中脱出。塑料衬套与整体式壳体的接触面上设有欧型圈，以消除塑料衬套与整体式壳体以及齿条之间的配合间隙。

综上所述：新型小齿轮式电动助力转向机包括整体式壳体、传感器单元、蜗轮蜗杆减速机构、驱动电机、小齿轮轴、塑料隔板、输入轴、扭杆、齿条和压块预紧机构，齿条位于壳体内，齿条的上方安装有驱动电机、传感器单元、蜗轮蜗杆减速机构，驱动电机的轴与蜗轮蜗杆减速机构的蜗杆连接，蜗轮蜗杆减速机构的蜗轮套设在小齿轮轴外，蜗轮的上方设有传感器单元，蜗轮与传感器单元之间设有塑料隔板，小齿轮轴的上端与输入轴之间采用扭杆连接，小齿轮轴的下端与齿条一端的齿面啮合，压块预紧机构抵住齿条的齿背。驱动电机布置于齿条轴的上方，壳体采用整体式设计，减少装配带来的误差，降低了成本，又使得转向机的空间包络更紧凑，便于在汽车底盘空间中布置。通过将传感器单元与蜗轮蜗杆减速机构采用塑料隔板隔离，避免了两者之间的相互影响。

总结：

博世华域新型小齿轮式电动助力转向机，包括整体式壳体、传感器单元、蜗轮蜗杆减速机构、驱动电机、压块预紧机构、小齿轮轴、塑料隔板、输入轴、扭杆和齿条。齿条位于整体式壳体内，齿条的上方安装有驱动电机、传感器单元、蜗轮蜗杆减速机构，蜗轮与传感器单元之间设有塑料隔板。同现有技术相比，驱动电机布置于齿条轴的上方，壳体采用整体式的设计，减少装配带来的误差降低了成本，又使得转向机的空间包络更紧凑，便于在汽车底盘空间中布置。通过将传感器单元与蜗轮蜗杆减速机构采用塑料隔板隔离，避免了两者之间的相互影响。