ch11 电控动力转向与四轮转向系统.ppt

1 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统电控动力转向与四轮转向系统本章主要内容：动力转向系统概述 传统液压动力转向系统简介 电控动力转向系统的结构与工作原理 四轮转向控制系统 典型车型电控动力转向系统及检修 小结2 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统动力转向系统概述传统的动力转向系统所设定的固定放大倍率具有以下缺点：如果所设计的固定放大倍率的动力转向系统是为了减小汽车在停车或低速行驶状态下转动转向盘的力，则当汽车以高速行驶时，这一固定放大倍率的动力转向系统会使转动转向盘的力显得太小，不利于对高速行驶的汽车进行方向控制；反之，如果所设计的固定放大倍率的动力转向系统是为了增加汽车在高速行驶时的转向力，则当汽车停驶或低速行驶时，转动转向盘就会显得非常吃力。电子控制动力转向系统在低速行驶时可使转向轻便、灵活；当汽车在中高速区域转向时，又能保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感，从而提高了高速行驶的操纵稳定性。3 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统电子控制动力转向系统根据车速、转向情况等对转向助力实施控制，使动力转向系统在不同的行驶条件下都有最佳的放大倍率；在低速时有较大的放大倍率，可以减轻转向操纵力，使转向轻便、灵活；在高速时则适当减小放大倍率，以稳定转向手感，提高高速行驶的操纵稳定性。电子控制动力转向系统根据转向动力源不同可分为液压式电子控制动力转向系统(Electro Hydraulic Power Steering，简称为EHPS)和电动式电子控制动力转向系统(Electrical Power Steering，简称EPS)。液压式电子控制动力转向系统EHPS是在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等形成的。电动式电子控制动力转向系统EPS是在传统的机械式转向系统的基础上，利用直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机转矩的大小和转动方向。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后，加在汽车的转向器构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。4 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统传统液压动力转向系统简介传统液压动力转向系统的组成 1储油箱 2转向油泵 3安全阀 4溢流阀 5单向阀 6转向控制阀 7机械转向器 8转向动力缸 9转向臂整体式液压动力转向系统按照转向控制阀的形式不同又可分为转阀式、瓣阀式和滑阀式等几种结构形式。5 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统整体转阀式液压动力转向系统 1转向动力缸 2转向螺杆轴 3扭杆弹簧 4控制阀阀体 5控制阀总成 6转阀阀杆 7动力缸活塞(兼转向螺母)8转向摇臂轴P高压入油口 R回油出口 6 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统整体转阀式液压动力转向系统：直线行驶时1转向油泵 2转阀阀杆 3阀体 4转向动力缸和转向齿轮5储油箱 7 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统整体转阀式液压动力转向系统：右转弯行驶时1转向油泵 2转阀阀杆 3阀体 4转向动力缸和转向齿轮 5储油箱 8 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统整体瓣阀式液压动力转向系统 1动力活塞 2油缸 3第一止回阀 4第二止回阀 5扭力杆 6扇形齿轮轴 7螺杆 9 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统整体瓣阀式液压动力转向系统：直线行驶时10 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统整体滑阀式液压动力转向系统 1动力缸活塞 2转向蜗杆轴 3转向器壳 4转向摇臂轴 5储油箱 6转向油泵 7滑阀柱塞 11 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统电控动力转向系统的结构与工作原理液压式电控动力转向系统根据其控制方式的不同，又可分为流量控制式EHPS、反作用力控制式EHPS和阀灵敏度控制式EHPS三种形式 动力转向油泵电磁阀动力转向控制阀 ECU车速传感器流量控制式 流量控制式EHPS EHPS 12 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统反作用力控制式 反作用力控制式EHPS EHPS系统 系统 1转向盘 2扭杆 3蓄油器 4通道 5销子 6控制阀轴 7旋转阀 8小齿轮轴 9左室 10右室 11动力缸 12活塞 13齿条 14小齿轮 15转向器 16柱塞 17油压反力室 18电磁阀 19液压泵 20分流阀 21阻尼孔13 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统阀灵敏度控制式 阀灵敏度控制式EHPS EHPS系统 系统 1发动机 2前轮 3转向油泵 4转向动力缸 5储油箱 6电磁阀 7EPS ECU 8转速传感器 9车灯开关 10、11挡位开关 12蓄电池 13外体 14内体 14 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统电动式电控动力转向系统电动式电控动力转向系统EPS是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的电动助力式转向系统。该系统仅需要控制电动机电流的方向和幅值，不需要复杂的控制机构。另外，该系统由于利用微机控制，因此为转向特性的设置提供了较高的自由度，同时还降低了成本和重量。EPS系统主要特点如下：电动机、减速机、转向柱和转向齿轮箱可以制成一个整体，管道、液压泵等不需单独占据空间，易于装车。增加了电动机和减速机，而取消了液压管道等部件，使整个系统趋于小型轻量化。液压泵仅在必要时用来使电动机运转，故可以节能。因为零件的数目少，不需要加油和抽空气，所以在生产线上的装配性好。由此，从发展的角度看，电动式动力转向系统将成为标准件装备在汽车上。15 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统EPS系统的组成 1转向盘 2转向轴 3ECU 4电动机 5电磁离合器 6转向齿条 7横拉杆 8转向轮 9输出轴 10扭力杆 11转矩传感器 12转向齿轮 16 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统转向盘转矩传感器 17 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统电动机正反转控制电路 电磁离合器原理 滑环线圈压板花键从动轴主动轮 球轴承18 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统四轮转向控制系统 采用四轮转向系统的目的是：在汽车低速行驶时，依靠逆向转向(前、后车轮的转角方向相反)，获得较小的转向半径，改善汽车的操纵性；在汽车中、高速行驶时，依靠同向转向(前、后车轮的转角方向相同)，减小汽车的横摆运动，使汽车可以利用高速变换行进路线，提高转向时的操纵稳定性。四轮转向系统也称为4WS系统。根据控制方式的不同，4WS系统可分为转向角比例控制式4WS系统与横摆角速度比例控制式4WS系统。19 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统转向角比例控制式4WS系统 1车速传感器 2前转向横拉杆 3输出小齿轮 4转向盘 5连接轴 6转角比传感器 7扇形齿轮 8输入小齿轮 9从动杆 10后转向横拉杆 11转向枢轴 12辅助电动机 134WS转换器 14主电动机 20 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统偏置轴与转向枢轴构造及原理1从动杆回转中心 2偏置轴运动轨迹 3偏置轴 4连接座 5扇形齿轮 6转向枢轴 7从动杆 8转向枢轴左右回转中心 9外套 10内套 1转向枢轴 2从动杆 3扇形齿轮 4偏置轴21 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统4WS转换器 1偏置轴 2辅助电动机 34WS转换器 4主电动机 54WS转换器输出轴 6从动杆 7蜗轮蜗杆传动 8转角比传感器 22 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统横摆角速度比例控制式4WS系统 a液压泵 b分流器 c前动力转向器 d后转向助力器 e带轮传动组件 f转角传动拉索 g前带轮 h后带轮 1RH.ABS轮速传感器 2LR.ABS轮速传感器 3车速传感器 4挡位开关 5油面高度传感器 6转角传感器 7横摆角速度传感器 8电动机转角传感器 9转向控制电动机 10ABS与TEMS ECU 114WS ECU23 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统前轮转向机构 1转向盘 2齿轮-齿条副 3转向齿轮液压油缸 4齿条端部 5控制齿条 6前带轮 7转角传动拉索 8弹簧 9带轮传动组件 24 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统后轮转向机构 1后带轮 2凸轮推杆 3衬套 4滑阀 主动齿轮 6脉冲电动机 7从动齿轮 8阀控制杆 9液压缸右室 10、12功率活塞 11液压缸轴 13液压缸左室 14弹簧 15阀套筒 16控制凸轮 25 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统大转角控制原理 1前带轮 2滑阀 3支点A 4阀控制杆 5液压缸轴 6功率活塞 7阀套筒 8控制凸轮 26 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统小转角控制原理 1阀套筒 2滑阀 3支点A 4从动齿轮 5阀控制杆27 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统典型车型电控动力转向系统及检修 凌志电控动力转向系统及检修 凌志轿车采用流量控制式EHPS系统，其结构与工作原理同前。流量控制式EHPS系统常见故障有：低速或发动机怠速时转向沉重，高速行驶时转向过度灵敏。在检查电子控制系统之前，应先察看胎压、悬架和转向杆件及球形接头的润滑情况。检查前轮定位、动力转向泵油压是否正常。各导线插接器是否连接牢靠，转向柱是否弯曲等。28 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统三菱电控动力转向系统及检修 三菱轿车电动式EPS电子控制系统 29 制作：闵思鹏汽车底盘电控系统原理与维修 电控动力转向与四轮转向系统小结电子控制动力转向系统根据转向动力源不同可分为液压式电子控制动力转向系统和电动式电子控制动力转向系统。四轮转向系统也称为4WS系统。根据控制方式的不同，4WS系统可分为转向角比例控制式4WS系统与横摆角速度比例控制式4WS系统。电子控制动力转向系统一般都具有故障自诊断功能，以监测、诊断系统的工作情况。当系统出现故障时，ECU将其故障信息以代码形式显示出来，以使维修人员快速、准确地判断出故障类型及故障部位。