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当前,重型车辆仍旧普遍沿用助力特性单一的液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering,简称HPS),因其设计特点,导致车辆在转向过程中无法实现低速轻便与高速“路感”的良好兼容。同时,因HPS系统助力转向油泵由发动机直接驱动,转向油泵转速随车速升高而增大,容易超出溢流阀限,产生较大溢流损失,导致转向系统能耗较高,造成整车能耗偏大,燃油经济性下降。针对以上不足,根据所研究的电磁离合器式电控液压助力转向系统(Electromagnetic Clutch-Electrical Controlled Hydraulic Power Steering,简称E-ECHPS)的系统结构优点,通过在发动机与转向器转向油泵之间增设一套电磁离合器(Electromagnetic Clutch-Electrical,简称ESC)装置,在实现输出助力可调的同时,基于全局功率匹配原理设计助力特性曲线,实现了转向系统低速轻便与高速“路感”的统一,并兼顾了系统节能性。本文通过如下内容对整个系统进行建模与仿真,并进行了ESC的相关台架实验,为后续的开发工作积累了理论基础:在对E-ECHPS系统和ESC的结构组成及工作原理的分析基础之上,建立了AMESim与Matlab/Simulink的动态联合仿真模型。根据转向阻力矩的形成原理及数学模型,推导出了特定车速下的转向阻力矩分布情况。并利用实验,验证了ESC经验公式的准确性。基于全局功率匹配原理,设计了全局功率匹配的助力特性。该助力特性通过接受瞬时转向阻力矩信号调节ESC输入电流大小,通过改变ESC转差实现系统输出助力矩与转向阻力矩的匹配。设计了E-ECHPS系统的双闭环控制方法,并在此基础上对全局功率匹配助力特性及整车模型进行联合仿真,结果表明在改变转向阻力矩而不改变输入力矩的情况下,全局功率匹配助力特性很好地适应了转向阻力矩的变化情况,使系统输出助力跟随阻力矩发生相应变化,克服了传统助力特性的设计不足;同时通过对E-ECHPS系统与HPS系统操纵稳定性的仿真实验对比,E-ECHPS系统能够显著提高重型车辆在转向时的低速轻便性与高速“路感”。在对比HPS系统的基础上,研究了E-ECHPS系统的节能机理。通过对E-ECHPS系统的能量流特性进行分析,对本系统各环节能耗建立相应模型,并进行多工况仿真。通过仿真数据对比,结果表明E-ECHPS系统较HPS系统在能量节约方面作用明显,能耗降低约44%。搭建了ESC实验台架。通过ESC台架实验,获得了在模拟实际工况下ESC响应敏捷性、稳定性和转差回收与损耗的实验数据,实验结果表明ESC响应敏捷,稳定性好,且能够较好实现转差能量回收,损耗较少。