电控动力转向系统的故障诊断与排除论文2250.docx
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1、南京工业职业技术学院Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.引 言转向系统是整车系统中必不可少的最基本的组成系统,驾驶者通过方向盘来操纵和控制汽车的行进方向,从而实现自己的驾驶意图。一百多年来,汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。到今天,汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了,它是机械、电子、材料等学科的综合产物。汽车转向系统也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。传统的汽车转向系统是机械式的转向系统,汽车的转向由驾驶员控制方向盘,通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转,从而实现转向 随
2、着上世纪五十年代起,液压动力转向系统在汽车上的应用,标志着转向系统革命的开始。汽车转向动力的来源由以前的人力转变为人力加液压助力。液压助力系统HPS(Hydraulic Power Steering)是在机械式转向系统的基础上增加了一个液压系统而成。该液压系统一般与发动机相连,当发动机启动的时候,一部分发动机能量提供汽车前进的动能,另外一部分则为液压系统提供动力。由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。这种助力转向系统主要的特点是液压力支持转向运动,减小驾驶者作用在方向盘上的力,改善了汽车转向的轻便性和汽车运行的稳定性。目录第一章 转向器器的简要要31.1 转转向器定定义31.2 转转向器分
3、分类31.3 转转向系统统发展6第二章 电电控动力力转向系系统的故故障的现现象62.1 转转向系常常见的故故障部位位62.2 动动力转向向系故障障的主要要现象6第三章 电电控动力力转向系系统的故故障对行行驶性能能的影响响7第四章 广州本本田雅阁阁动力转转向故障障检测与与分析114.1 转转向沉重重114.2 转转向冲击击或振动动124.3 转转向不灵灵、操纵纵不稳124.4 转转向回跳跳124.5 转转向噪声声124.6 系系统噪声声134.7 动动力转向向油泵噪噪声134.8 油油液渗漏漏14结 论15致 谢16参考文文献17第一章 转向器的简要要1.1 转转向器定定义全液压转转向器 全液压
4、压转向器器广泛应应用于车车辆转向向和船舶舶液压舵舵。驾驶驶人员通通过它可可以用较较小的操操纵力实实现较大大的转向向力控制制,并且且在性能能上安全全、可靠靠、操纵纵上灵活活、轻便便。 转向器器的操纵纵是全液液压式,也也就是说说在转向向柱和转转向轮之之间没有有机械连连接,在在转向器器与转向向油缸之之间是液液压管或或软管链链接。当转动动方向盘盘,转向向器根据据方向盘盘转动比比例输送送相对的的油量,该该油量直直接流到到操纵缸缸相应一一侧,同同时另一一侧的油油量回到到油箱。 BZZZ转向器器是一种种转阀式式全液压压转向器器,具有有以下特特点:消消除机械械式联动动装置,可可以降低低主机成成本,提提供可靠靠
5、轻便的的结构,操操纵灵活活轻便,安安全可靠靠,可以以很小的的力矩进进行连续续无级控控制转动动,提供供给控制制回路以以及主机机尺寸广广泛的选选择面,能能和多种种转向油油泵及液液压供应应系统连连接。 1.2 转转向器分分类转向器器按结构构形式可可分为多多种类型型。历史史上曾出出现过许许多种形形式的转转向器,目目前较常常用的有有齿轮齿条条式、蜗蜗杆曲柄柄指销式式、循环环球-齿齿条齿扇扇式、循循环球曲曲柄指销销式、蜗蜗杆滚轮轮式等。其其中第二二、第四四种分别别是第一一、第三三种的变变形形式式,而蜗蜗杆滚轮轮式则更更少见。如如果按照照助力形形式,又又可以分分为机械械式(无无助力),和和动力式式(有助助力
6、)两两种,其其中动力力转向器器又可以以分为气气压动力力式、液液压动力力式、电电动助力力式、电电液助力力式等种种类。 1)齿轮齿齿条式转转向器齿轮齿条式式转向器器1间隙调调整压块块 2调整弹弹簧 3调整弹弹簧压块块 4压块塞塞它是一一种最常常见的转转向器。其其基本结结构是一一对相互互啮合的的小齿轮轮和齿条条。转向向轴带动动小齿轮轮旋转时时,齿条条便做直直线运动动。有时时,靠齿齿条来直直接带动动横拉杆杆,就可可使转向向轮转向向。所以以,这是是一种最最简单的的转向器器。它的的优点是是结构简简单,成成本低廉廉,转向向灵敏,体体积小,可可以直接接带动横横拉杆。在在汽车上得得到广泛泛应用。 2)蜗杆曲曲柄
7、销式式转向器器它是以以蜗杆为为主动件件,曲柄柄销为从从动件的的转向器器。蜗杆杆具有梯梯形螺纹纹,手指指状的锥锥形指销销用轴承承支承在在曲柄上上,曲柄柄与转向向摇臂轴轴制成一一体。转转向时,通通过转向向盘转动动蜗杆、嵌嵌于蜗杆杆螺旋槽槽中的锥锥形指销销一边自自转,一一边绕转转向摇臂臂轴做圆圆弧运动动,从而而带动曲曲柄和转转向垂臂臂摆动,再再通过转转向传动动机构使使转向轮轮偏转。这这种转向向器通常常用于转转向力较较大的载载货汽车车上。 3)循环球球式转向向器循环球式转转向器循环球球式:这这种转向向装置是是由齿轮轮机构将将来自转转向盘的的旋转力力进行减减速,使使转向盘盘的旋转转运动变变为涡轮轮蜗杆的
8、的旋转运运动,滚滚珠螺杆杆和螺母母夹着钢钢球啮合合,因而而滚珠螺螺杆的旋旋转运动动变为直直线运动动,螺母母再与扇扇形齿轮轮啮合,直直线运动动再次变变为旋转转运动,使使连杆臂臂摇动,连连杆臂再再使连动动拉杆和和横拉杆杆做直线线运动,改改变车轮轮的方向向。 这这是一种种古典的的机构,现现代轿车车已大多多不再使使用,但但又被最最新方式式的助力力转向装装置所应应用。它它的原理理相当于于利用了了螺母与与螺栓在在旋转过过程中产产生的相相对移动动,而在在螺纹与与螺纹之之间夹入入了钢球球以减小小阻力,所所有钢球球在一个个首尾相相连的封封闭的螺螺旋曲线线内循环环滚动,循循环球式式故而得得名。 4)齿轮齿齿条液压
9、压助力转转向器齿轮齿齿条液压压助力转转向器,是是相对于于齿轮齿齿条机械械转向器器而言的的,主要要是增加加了转向向油泵、转转向油壶壶、转向向油管、转转向阀、转转向油缸缸等部件件,以期期达到改改善驾驶驶员手感感,增加加转向助助力的目目的的转转向装置置。国内内经过110多年年来的发发展,已已经形成成成熟的的研发和和制造技技术的厂厂家有豫豫北光洋洋转向器器有限公公司等企企业。 1.3 转转向系统统发展随着汽汽车工业业的飞速速发展以以及人们们对于舒舒适、安安全性能能要求的的不断提提高,转转向系统统也随着着科技的的发展日日新月异异。就目目前而言言,电动动助力转转向系统统是转向向行业前前沿研究究项目,按按照
10、其布布局形式式,可以以分为管管柱助力力、齿轮轮助力、齿齿条助力力、拉杆杆助力、电电液助力力等形式式。以前前在一些些科幻电电影中才才能出现现的无人人飞机、无人驾驶汽车等现在已经成为现实,转向系统也在朝着更加先进的方向发展,比如由日本JTEKT研究开发出来的先进线控转向系统等。 第二章 电电控动力力转向系系统的故故障的现现象2.1 转转向系常常见的故故障部位位转向系用来来改变或或回复汽汽车的行行驶方向向,它有有机械转转向系和和动力转转向系之之分。这这里仅介介绍动力力转向系系,动力力转向系系则是在在机械转转向系的的基础上上,增加加了一套套转向油油泵,转转向控制制阀和转转向动力力缸组成成的转向向助力装
11、装置。转转向系出出现故障障,会影影响汽车车行驶方方向和行行驶稳定定性,还还关系汽汽车的行行驶方向向2.2 动动力转向向系故障障的主要要现象转向系常见见的故障障为转向向沉重,转转向不灵灵敏,前前轮摆震震等。动动力转向向系助力力不足或或转向沉沉重的主主要现象象是:装装有液压压助力转转向器的的车辆,转转向时转转向盘沉沉重或者者存在忽忽轻忽重重的现象象。转向向不灵敏敏的现象象:汽车车行驶转转向时,需需用较大大幅度转转动方向向盘才能能控制汽汽车的行行驶方向向,感到到转向盘盘松旷量量很大,有有明显的的间隙感感,且在在行驶时时汽车方方向不稳稳定。前前轮摆震震的现象象主要是是:汽车车在中高高速或者者是某一一个
12、较高高速运行行时,转转向轮绕绕主销摆摆振,汽汽车行驶驶不稳,严严重时转转向盘抖抖动,有有振手的的感觉。动动力转向向器装置置噪声的的主要现现象是:发动机机启动后后或者车车辆行驶驶过程中中,液压压助力装装置发出出不正常常的响声声。第三章 电电控动力力转向系系统的故故障对行行驶性能能的影响响近年来,随随着电子子技术的的不断发发展,转转向系统统中愈来来愈多的的采用电电子器件件。相应应的就出出现了电电液助力力转向系系统。电电液助力力转向可可以分为为两大类类:电动动液压助助力转向向系统EEHPSS(ellecttro-hyddrauulicc poowerr stteerringg)、电电控液压压助力转转
13、向ECCHPSS(ellecttronnicaallyy coontrrollled hyddrauulicc poowerr stteerringg)。EEHPSS是在液液压助力力系统基基础上发发展起来来的,其其特点是是原来有有发动机机带动的的液压助助力泵改改由电机机驱动,取取代了由由发动机机驱动的的方式,节节省了燃燃油消耗耗。ECCHPSS是在传传统的液液压助力力转向系系统的基基础上增增加了电电控装置置构成的的。电液液助力转转向系统统的助力力特性可可根据转转向速率率、车速速等参数数设计为为可变助助力特性性,使驾驾驶员能能够更轻轻松便捷捷的操纵纵汽车。现现代电液液动力转转向系统统主要通通过车
14、速速传感器器将车速速传递给给电子元元件,或或微型计计算机系系统,控控制电液液转换装装置改变变动力转转向的助助力特性性,使驾驾驶员的的转向手手力根据据车速和和行驶条条件变化化而改变变,即在在低速行行驶或转转急弯时时能以很很小的转转向手力力进行操操作,在在高速行行驶时能能以稍重重的转向向手力进进行稳定定操作,使使操纵轻轻便性和和稳定性性达到最最合适的的平衡状状态。为了保证转转向轻便便性,要要求增大大转向器器的传动动比。但但是,增增大角传传动比虽虽然可以以减小转转向盘上上的手力力,但同同时也造造成汽车车对操纵纵的反应应减慢,甚甚至有可可能导致致驾驶员员没有能能力来转转动转向向盘进行行紧急避避障等转转
15、向操作作,即不不够“灵”。 机机械式转转向器的的设计目目标是保保证汽车车在各种种行驶条条件下将将转向盘盘上的手手力保持持在驾驶驶员能接接受的合合理范围围内,同同时保证证适当的的转向灵灵敏度。但但是机械械式转向向器的结结构特点点注定“轻”与“灵”矛盾的的存在(包括变变传动比比机械转转向器), 而而电液助助力转向向系在一一定程度度上解决决了这一一矛盾。EEHPSS相比传传统HPPS降低低了能源源损耗。但但电液动动力转向向系统,不不论ECCHPSS还是EEHPSS都与传传统的HHPS一一样存在在液压油油泄漏问问题。 电动转向系系统EPPS(EElecctriic PPoweer SSteeerinn
16、g)把把一个机机械的系系统和一一个电控控的电动动马达结结合在一一起形成成的一个个动力转转向系统统。与液液压系统统不同的的是,助助力改由由电机提提供,因因此,要要有一个个力矩传传感器来来测量作作用在方方向盘上上的力矩矩,由电电子控制制单元来来计算所所需要的的力矩。作作用在方方向盘上上的力矩矩曲线由由一个电电动马达达来分配配。通过过电动马马达提供供转向所所必须要要的力,它它通过一一个减速速器作用用在转向向柱上,在在循环球球式的传传动装置置中,直直接作用用在齿扇扇上的力力太大,因因此大多多选用齿齿轮齿条条转向器器。根据据助力位位置不同同分为三三种形式式:1、转转向柱助助力式.2、小小齿轮助助力式.3
17、、齿齿条助力力式. 由于EEPS改改由电机机提供助助力,助助力大小小由电控控单元EECU实实时调节节与控制制,可以以较好解解决汽车车操纵时时轻与灵灵的矛盾盾。电动动助力转转向最早早应用在在微型汽汽车上,119888年2月月日本铃铃木公司司首次在在其Ceervoo车上装装备,目目前电动动助力转转向系统统主要应应用在轿轿车上,并并逐渐从从微型轿轿车向更更大型轿轿车和商商务车发发展。其其优点有有: 1. EPPS能在在各种行行驶工况况下提供供最佳助助力,减减小由路路面不平平所引起起的对转转向系统统的扰动动,改善善汽车的的转向特特性,减减轻汽车车低速行行驶时的的转向操操纵力,提提高汽车车高速行行驶时的
18、的转向稳稳定性,进进而提高高汽车的的主动安安全性。并并且可通通过设置置不同的的转向手手力特性性来满足足不同使使用对象象的需要要。 2. EPPS只在在转向时时电动机机才提供供助力(不像HHPS,即即使在不不转向时时,油泵泵也一直直运转),因而而能减少少燃料消消耗。 3. 由于于直接由由电动机机提供助助力,电电动机由由蓄电池池供电,因因此EPPS能否否助力与与发动机机是否起起动无关关,即使使在发动动机熄火火或出现现故障时时也能提提供助力力。 4. EPPS取消消了油泵泵、皮带带、皮带带轮、液液压软管管、液压压油及密密封件等等,其零零件比HHPS大大大减少少,因而而其质量量更轻、结结构更紧紧凑,在
19、在安装位位置选择择方面也也更容易易,并且且能降低低噪声。 5. EPPS没有有液压回回路,比比HPSS更易调调整和检检测,装装配自动动化程度度更高,并并且可以以通过设设置不同同的程序序,快速速与不同同车型匹匹配,因因而能缩缩短生产产和开发发周期。 6. EPPS不存存在渗油油问题,消消除了液液压助力力中液压压油泄漏漏问题,可可大大降降低保修修成本,减减小对环环境的污污染,改改善了环环保性。 7. EPPS比HHPS具具有更好好的低温温工作性性能。电电动助力力转向目目前已成成为世界界汽车技技术发展展的研究究热点之之一。电电子转向向系统取取消了方方向盘与与转向轮轮之间的的机械连连接,改改而由方方向
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