图1  电子线性转向系统示意图

液压转向系统长期以来一直主导着工业多用途车市场，原因在于汽车设计人员和驾驶员对该系统非常熟悉。然而随着电子技术的不断发展，现在各企业都已开始采用电子线控转向系统。与液压或直接驱动系统相比，电子转向系统能提供更大的设计灵活性。

液压转向系统长期以来一直主导着工业多用途车市场，原因在于汽车设计商和驾驶员对该系统非常熟悉。今天，各企业都开始使用电子线控转向系统。该系统通过使用软件定制转向轮和转向机构之间的连接，提供了更大的设计灵活性。一些供应商也提供了针对工业多用途车市场的集成线控转向系统。各类转矩反馈系统的关键区别是用于提供转矩反馈以提高驾驶员车辆操控感的方法。丹纳赫传动最新一代的集成线控转向系统（见图1）功耗低，费用低，能进行编程，且可提供多种增值功能。

淘汰液压转向系统

在近几十年内，液压转向技术一直应用于工业多用途车。工程师非常熟悉液压转向系统在恶劣环境中的耐用性以及可以在大多数困难应用中提高系统的功率密度。但是对于许多工业多用途车而言，新的工业趋势使液压转向系统失去了原有的优势。因为液压转向系统需要配备电动机、泵、阀门、软管和连接件等整套液压装置，而且在某些应用中其还不能为转向系统提供足够的液压泵动力。

在其他应用中也有淘汰液压系统的趋势。许多制造商正减少或避免使用液压系统，所以利用液压泵为转向系统提供备用动力变得更加困难。如果无法提供备用动力，则需要添加专门用于转向的液压系统，而此举将明显提高系统成本。电子线控转向系统完全可以自给自足，无需外部泵或软管。这意味着电子转向系统的成本通常要大大低于液压转向系统。

淘汰液压转向系统的另一个原因是希望延长电气驱动车辆的电池寿命并降低化石燃料驱动车辆的能源消耗。液压车辆通常要消耗较高的电力，因为无论转向系统是否运行，液压系统都会持续消耗电力。电子转向系统则大大降低了电力消耗，因为其仅在转向系统运行时，才消耗能量。

电子线控系统的优势

近年来改善电动机性能所取得的重大成功是液压转向系统被淘汰的另一个原因。由于磁性材料、丝杠/滚珠丝杠效率、构造和制造技术以及电子技术等方面的进步，使得电动机的功率密度大幅提升。现在，电动机可以在保持高效率的同时提供更多动力。得益于电子电气产品稳定性的提高线控转向系统的性能也不断完善。电子转向系统几乎无需维护保养，因此，不会出现由于缺乏维护而导致的故障。

与液压或直接驱动系统相比，电子转向系统还提供了更大的设计灵活性。因为直接驱动系统通过软管连接到转向电动机上，而电子转向系统则不需要载人车中昂贵的可伸缩机械联动机构或长的液压软管。

电子转向系统还为用户提供了配置更多车辆功能的机会。设计工程师可以轻松使用软件调整转向机构的传动比，甚至可以将车辆设计成可以在现场调整转向机构传动比或对其编程，根据车辆的运行状况在运行中调整转向机构传动比。例如，可以将电子转向系统配置为低速时具有高转向机构传动比或高速时具有低转向机构传动比，以避免高速行驶时的突然转弯或低速时的快速操纵。对电子转向系统进行编程，可以通过增加转矩阻力表明车辆已经处于转向范围的末端。电子转向系统可以增加更多的高级应用，如使用转矩阻力防止驾驶员转向已探测到的障碍物。

独特的转矩反馈装置

采用电子转向系统的关键因素是驾驶员习惯于直接机械和液压转向系统提供的触觉反应，或“感觉”。最早一代的电子转向系统不提供该反馈，因此未获得车辆使用者的认可。丹纳赫传动公司研制了独特的转矩反馈装置（见图2），具有多重优势。通过使用磁性驱动系统将作用力应用到紧密接触转子的摩擦盘上，工作方式类似于制动器。当轴固定时，传统制动器会因为粘滑效应产生更大的摩擦力，而摩擦盘使用了新型材料，该材料从静态到动态的摩擦性能是不受粘滑效应限制的。

图2  丹纳赫传动公司研发生产的转矩反馈装置

新型材料还通过宽范围的作用力提供了比例转矩作用力。无论摩擦材料的磨损如何，摩擦材料和转子之间的气隙都将保持不变。与转矩反馈装置中使用的其他材料不同，新型摩擦材料对温度不敏感，因此可以在多种运行状况下提供不变的性能，而无需添加温度补偿系统。新型材料会在其生命周期内产生恒定的摩擦力，并且当切断电源时不会产生任何摩擦力。丹纳赫传动公司的转矩反馈装置也提供了对微小电流变化的快速响应。

集成系统降低研发成本

几乎所有的工业多用途车和个人机动车制造商都已经引进了线控转向系统或正计划引进该转向系统。这是一项具有挑战性的任务，因为这是一个包括自执行传感器、建造或购买提供转矩反馈的系统、提供驱动的电动机到将上述组件集成到一起的复杂过程。

丹纳赫传动公司提供了完整的电子线控转向系统，可大幅降低产品研制和采购成本。同时其还能提供已经在实际应用中得到证明的先进设计。丹纳赫传动公司电子线控转向系统包括冗余轴位置传感器、具有摩擦装置和电磁驱动器的转矩反馈、驱动电动机和保护性外壳等。原始设备制造商只需要将驱动电动机连接到变速箱上，将方向盘插入外壳并为设备编程提供所需功能即可投入使用。

该架构提供了宽范围的机械接口、电压、转矩和驱动马力等作为标准，以令其适应多数应用。在多数情况下，丹纳赫传动系统的价格要比液压系统、内部研制的电子转向系统和竞争的商业电子转向系统的价格更低。现丹纳赫传动公司的电子转向系统已广泛应用于各工业领域，2009年公司计划将为用户提供更多该类产品。

成功应用案例

力奇先进清洁设备有限公司是世界上最大的专业清洁设备制造商。该公司的Advance Captor 4300B和4800B电池骑乘式扫地-洗地机的清洁效率是传统扫地机和洗地机的两倍，因为它们能够一次完成扫地和洗地。此系列设备还提供了同类产品中最大的80加仑储藏箱、最大的主扫帚以及无烟无噪声的发动机。

上述清洁设备在最初设计时使用的是直接驱动转向和电气转矩辅助的方式。最终力奇先进公司的工程师们决定将转向系统升级为电子线控转向系统，以提高转向性能、降低电力消耗并添加额外功能。机械工程师Kurt Vetse介绍说：“我们曾经考虑过液压转向系统，但是最后该车仅使用了一个较小的用于提升漏斗和关闭倾倒门的液压动力单元，用于间歇性使用。这是因为，选择液压转向系统需要配置新的连续运行的动力单元，这将显著增加转向系统的成本。我们不想投入太多的资源，也不想研制自己的线控转向系统，所以，准备了三种主要的商业线控转向解决方案。丹纳赫传动公司的系统体型小且成本低，成为我们的最终选择。”

丹纳赫传动集成线控转向系统包含线控转向所需的所有功能，包括可提供随时间和温度变化的可重复性以及零电流零转矩的转矩反馈技术。线控转向系统可直接安装到力奇先进公司用于转动方向盘的现有变速箱和控制台中。这显著减少了集成设计工作量，使力奇先进公司的工程师们能够更加专注于改善公司产品性能上。

力奇先进公司的工程师调整了转矩反馈以模拟许多客户习惯使用的液压转向系统，减少了驾驶员的工作量。另外，工程师们还设计降低了车辆直线行驶时的转向灵敏度，使驾驶员能够更简单的在笔直路径上控制车辆。

力奇先进公司在产品生命周期内测试固定装置的上千次循环的结果表明，丹纳赫传动公司集成的电子线控转向系统的表现非常完美。力奇先进公司拓展工程师Steve Strand先生介绍说：“集成线控转向系统替代了旧式转矩辅助系统、传动轴和万向节，降低了25%的成本。驾驶过样车的客户反映非常好，带有新转向系统的洗地扫地机不久将投入生产。”