汽車EPS系統(tǒng)資料

1、第四章第四章 汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 在汽車行駛中，轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是最基本的運(yùn)動(dòng)。我們通過在汽車行駛中，轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是最基本的運(yùn)動(dòng)。我們通過方向盤來操縱和控制汽車的行駛方向，從而實(shí)現(xiàn)自己的行方向盤來操縱和控制汽車的行駛方向，從而實(shí)現(xiàn)自己的行駛意圖。駛意圖。 在現(xiàn)代汽車上，在現(xiàn)代汽車上，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是必不可少的最基本的系統(tǒng)之一，是必不可少的最基本的系統(tǒng)之一，它也是決定它也是決定汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成。 如何設(shè)計(jì)汽車的轉(zhuǎn)向特性，使汽車具有良好的操縱性能，如何設(shè)計(jì)汽車的轉(zhuǎn)向特性，使汽車具有良好的操縱性能，始終是各汽車廠家和科研機(jī)構(gòu)的重要課題

2、始終是各汽車廠家和科研機(jī)構(gòu)的重要課題。特別是在車輛。特別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，針對(duì)更高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，針對(duì)更多不同的駕駛?cè)巳海嚨牟倏v性設(shè)計(jì)顯得尤為重要。多不同的駕駛?cè)巳?，汽車的操縱性設(shè)計(jì)顯得尤為重要。 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)，汽車的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是，汽車的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是由駕由駕駛員操縱方向盤，通過轉(zhuǎn)向器和一系列的桿件傳遞到轉(zhuǎn)向駛員操縱方向盤，通過轉(zhuǎn)向器和一系列的桿件傳遞到轉(zhuǎn)向車輪而實(shí)現(xiàn)的。車輪而實(shí)現(xiàn)的。普通的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建立在機(jī)械轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上。普通的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建立在機(jī)械轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上。 常用的

3、有兩種是常用的有兩種是齒輪齒條式齒輪齒條式和和循環(huán)球式循環(huán)球式(用于需要較大的用于需要較大的轉(zhuǎn)向力時(shí)轉(zhuǎn)向力時(shí))。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是我們最常見的，目前大部分。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是我們最常見的，目前大部分低端轎車采用的就是低端轎車采用的就是齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn) 雖然傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作最可靠，但是也存在很多固有的缺雖然傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作最可靠，但是也存在很多固有的缺點(diǎn)，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于點(diǎn)，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于方向盤方向盤和和轉(zhuǎn)向車輪之間的機(jī)械連接轉(zhuǎn)向車輪之間的機(jī)械連接而產(chǎn)生一些自身無法避免的而產(chǎn)生一些自身無法避免的缺陷缺陷： 汽車的轉(zhuǎn)向特性受駕駛員駕駛技

4、術(shù)的影響嚴(yán)重；汽車的轉(zhuǎn)向特性受駕駛員駕駛技術(shù)的影響嚴(yán)重； 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比固定轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比固定,提供不了合適的轉(zhuǎn)向力提供不了合適的轉(zhuǎn)向力; 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性差，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性差，一般轎車每行駛一百公里一般轎車每行駛一百公里要多消耗要多消耗0.30.4升的燃料升的燃料；另外，存在；另外，存在液壓油泄漏問題，液壓油泄漏問題，對(duì)環(huán)境造成污染對(duì)環(huán)境造成污染，在環(huán)保性能被日益強(qiáng)調(diào)的今天，無疑是，在環(huán)保性能被日益強(qiáng)調(diào)的今天，無疑是一個(gè)明顯的劣勢(shì)。一個(gè)明顯的劣勢(shì)。 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使轉(zhuǎn)向操作靈活、輕便，在設(shè)計(jì)汽車使轉(zhuǎn)向操作靈活、輕便，在設(shè)計(jì)汽車時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式的選擇

5、靈活性增大，能吸收路面對(duì)前時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式的選擇靈活性增大，能吸收路面對(duì)前輪產(chǎn)生的沖擊等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)代汽車上普遍采用助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輪產(chǎn)生的沖擊等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)代汽車上普遍采用助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)于于1955年在年在Buick上首次采用，解決了轉(zhuǎn)向上首次采用，解決了轉(zhuǎn)向輕便性問題，輕便性問題， 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指在駕駛員的控制下，借助于汽是指在駕駛員的控制下，借助于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過液壓泵產(chǎn)生的液體壓力或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力來車發(fā)動(dòng)機(jī)通過液壓泵產(chǎn)生的液體壓力或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。助力轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)向是一種以駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤是一種以駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角）為輸入信號(hào)，

6、以轉(zhuǎn)向車輪的角位移為輸（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角）為輸入信號(hào)，以轉(zhuǎn)向車輪的角位移為輸出信號(hào)的出信號(hào)的伺服機(jī)構(gòu)伺服機(jī)構(gòu)。助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求 對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求，主要概括為對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求，主要概括為轉(zhuǎn)向的靈敏度轉(zhuǎn)向的靈敏度和和操縱的輕操縱的輕便性便性。高的轉(zhuǎn)向靈敏度，要求轉(zhuǎn)向器具有。高的轉(zhuǎn)向靈敏度，要求轉(zhuǎn)向器具有小的傳動(dòng)比小的傳動(dòng)比，以，以小的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角迅速轉(zhuǎn)向，好的操縱輕便性，則要求轉(zhuǎn)向小的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角迅速轉(zhuǎn)向，好的操縱輕便性，則要求轉(zhuǎn)向器具有器具有大的傳動(dòng)比大的傳動(dòng)比，這樣才能以較小的轉(zhuǎn)向盤操縱力獲得，這樣才能以較小的轉(zhuǎn)向盤操縱力獲得大的轉(zhuǎn)向力矩。大的轉(zhuǎn)向力矩。 實(shí)際應(yīng)用中，一般要求：實(shí)際應(yīng)

7、用中，一般要求：當(dāng)轉(zhuǎn)向輪達(dá)到最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪達(dá)到最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角時(shí)，轉(zhuǎn)向盤總轉(zhuǎn)數(shù)不宜超過轉(zhuǎn)向盤總轉(zhuǎn)數(shù)不宜超過5圈，而轉(zhuǎn)向盤操縱力最大不超過圈，而轉(zhuǎn)向盤操縱力最大不超過250N助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的具體要求助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的具體要求 良好的操縱性良好的操縱性 合適的轉(zhuǎn)向力與位置感合適的轉(zhuǎn)向力與位置感 具有回正功能具有回正功能 適當(dāng)?shù)穆访娣答伭窟m當(dāng)?shù)穆访娣答伭?工作可靠工作可靠 節(jié)省能源節(jié)省能源 安靜、噪聲小安靜、噪聲小 轉(zhuǎn)向必須靈活、平順，轉(zhuǎn)向必須靈活、平順，具有很好的隨動(dòng)性，能具有很好的隨動(dòng)性，能夠安全行駛在狹窄、連夠安全行駛在狹窄、連續(xù)拐彎的彎道上。續(xù)拐彎的彎道上。 低速或停車低速或停車時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向

8、盤時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤不能太費(fèi)力，不能太費(fèi)力，高速行駛高速行駛時(shí)，又時(shí)，又不能感覺到轉(zhuǎn)向盤上的力太小不能感覺到轉(zhuǎn)向盤上的力太小而有發(fā)而有發(fā)“飄飄“的感覺，的感覺，因此要因此要求轉(zhuǎn)向盤上的力最好能隨車速求轉(zhuǎn)向盤上的力最好能隨車速變化，同時(shí)要求駕駛員能清楚變化，同時(shí)要求駕駛員能清楚地感覺到轉(zhuǎn)向盤的位置，地感覺到轉(zhuǎn)向盤的位置，感覺感覺到操縱轉(zhuǎn)向盤的角度與汽車行到操縱轉(zhuǎn)向盤的角度與汽車行駛軌跡的對(duì)應(yīng)關(guān)系，具有很好駛軌跡的對(duì)應(yīng)關(guān)系，具有很好的直線行駛穩(wěn)定性和高速行駛的直線行駛穩(wěn)定性和高速行駛的路感。的路感。 在轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向盤應(yīng)在轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向盤應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)回到直線行駛當(dāng)能自動(dòng)回到直線行駛的位置，回轉(zhuǎn)的速度要的位置

9、，回轉(zhuǎn)的速度要平穩(wěn)、適當(dāng)。使殘留的平穩(wěn)、適當(dāng)。使殘留的角速度盡可能小。角速度盡可能小。 從道路表面?zhèn)鱽淼臎_從道路表面?zhèn)鱽淼臎_擊應(yīng)能傳達(dá)到轉(zhuǎn)向盤上，擊應(yīng)能傳達(dá)到轉(zhuǎn)向盤上，增加駕駛員的路感，但增加駕駛員的路感，但不能太大，要使駕駛員不能太大，要使駕駛員的感覺是舒適的。的感覺是舒適的。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是安全件，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是安全件，如果不能轉(zhuǎn)向或失去控如果不能轉(zhuǎn)向或失去控制就會(huì)發(fā)生車毀人亡的制就會(huì)發(fā)生車毀人亡的事故。因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)事故。因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)具有故障預(yù)警功能，當(dāng)具有故障預(yù)警功能，當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或助力計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或助力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仍然應(yīng)保留人力轉(zhuǎn)系統(tǒng)仍然應(yīng)保留人力轉(zhuǎn)向

10、功能。向功能。 在保證轉(zhuǎn)向性能的前在保證轉(zhuǎn)向性能的前提下，盡可能降低轉(zhuǎn)向提下，盡可能降低轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力消耗。系統(tǒng)的動(dòng)力消耗。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類 傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 電子控制式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 機(jī)械式的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械式的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由一般由液壓泵、油管、壓力流液壓泵、油管、壓力流量控制閥體、量控制閥體、V型傳動(dòng)皮帶、儲(chǔ)油罐型傳動(dòng)皮帶、儲(chǔ)油罐等部件構(gòu)成。等部件構(gòu)成。 無論車是否轉(zhuǎn)向，這套系統(tǒng)都要工作，而且在大轉(zhuǎn)向車速無論車是否轉(zhuǎn)向，這套系統(tǒng)都要工

11、作，而且在大轉(zhuǎn)向車速較低時(shí)，需要液壓泵輸出更大的功率以獲得比較大的助力。較低時(shí)，需要液壓泵輸出更大的功率以獲得比較大的助力。所以，也在一定程度上浪費(fèi)了資源。還有，機(jī)械式液壓助所以，也在一定程度上浪費(fèi)了資源。還有，機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由液壓泵及管路和油缸液壓泵及管路和油缸組成，為保持壓力，不組成，為保持壓力，不論是否需要轉(zhuǎn)向助力，系統(tǒng)總要處于工作狀態(tài)，能耗較高，論是否需要轉(zhuǎn)向助力，系統(tǒng)總要處于工作狀態(tài)，能耗較高，這也是耗資源的一個(gè)原因所在。這也是耗資源的一個(gè)原因所在。 傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）一般按液流的

12、形式可分）一般按液流的形式可分為為常流式常流式和和常壓式常壓式兩種類型。兩種類型。 常流式常流式是指汽車在行駛中，不轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，流量控制閥在是指汽車在行駛中，不轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，流量控制閥在中間位置，油路保持暢通。中間位置，油路保持暢通。 常壓式常壓式是指汽車在行駛中，無論轉(zhuǎn)向盤是否轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)液壓是指汽車在行駛中，無論轉(zhuǎn)向盤是否轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)液壓系統(tǒng)總是一直保持高壓。系統(tǒng)總是一直保持高壓。傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺點(diǎn)傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺點(diǎn) 提供不了合適的轉(zhuǎn)向力提供不了合適的轉(zhuǎn)向力，即若要保證汽車在停車或低，即若要保證汽車在停車或低速調(diào)頭時(shí)轉(zhuǎn)向輕便，那么汽車高速行駛時(shí)就會(huì)感到有速調(diào)頭時(shí)轉(zhuǎn)向輕便，那么

13、汽車高速行駛時(shí)就會(huì)感到有”發(fā)發(fā)飄飄“的感覺；若要保證汽車在高速行駛時(shí)操縱有適度手感，的感覺；若要保證汽車在高速行駛時(shí)操縱有適度手感，那么當(dāng)其要停車或低速調(diào)頭時(shí)就會(huì)感到轉(zhuǎn)向太重，兩者不那么當(dāng)其要停車或低速調(diào)頭時(shí)就會(huì)感到轉(zhuǎn)向太重，兩者不能兼顧。能兼顧。電子控制式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)向控制閥 油泵：油泵：由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，用于提供助力轉(zhuǎn)向所需的液壓油。由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，用于提供助力轉(zhuǎn)向所需的液壓油。 扭力桿的上端與轉(zhuǎn)閥閥桿用銷子剛性地連接在一起，下端與控扭力桿的上端與轉(zhuǎn)閥閥桿用銷子剛性地連接在一起，下端與控制閥閥體用銷子相連，小齒輪軸的上端通過銷子與控制閥閥體相連，制閥閥體

14、用銷子相連，小齒輪軸的上端通過銷子與控制閥閥體相連，轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力通過扭力桿傳遞給小齒輪軸。轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力通過扭力桿傳遞給小齒輪軸。 分流閥：分流閥：根據(jù)有關(guān)傳感器的信號(hào)作出最佳助力轉(zhuǎn)向力判斷，并根據(jù)有關(guān)傳感器的信號(hào)作出最佳助力轉(zhuǎn)向力判斷，并將來自轉(zhuǎn)向油泵的油液向控制閥一側(cè)和電磁閥一側(cè)分流，按照車速將來自轉(zhuǎn)向油泵的油液向控制閥一側(cè)和電磁閥一側(cè)分流，按照車速和轉(zhuǎn)向要求，改變控制閥一側(cè)和電磁閥一側(cè)的油壓，確保電磁閥一和轉(zhuǎn)向要求，改變控制閥一側(cè)和電磁閥一側(cè)的油壓，確保電磁閥一側(cè)具有穩(wěn)定的油液流量。側(cè)具有穩(wěn)定的油液流量。 固定小孔：固定小孔：把供給轉(zhuǎn)向控制閥的一部份液壓油分配到油壓

15、反力把供給轉(zhuǎn)向控制閥的一部份液壓油分配到油壓反力室一側(cè)。在汽車高速行駛時(shí)，由于通過小孔又加了一部份燃油給反室一側(cè)。在汽車高速行駛時(shí)，由于通過小孔又加了一部份燃油給反力室，進(jìn)一步加強(qiáng)了柱塞的夾緊力，使得此時(shí)的轉(zhuǎn)向力相對(duì)于轉(zhuǎn)向力室，進(jìn)一步加強(qiáng)了柱塞的夾緊力，使得此時(shí)的轉(zhuǎn)向力相對(duì)于轉(zhuǎn)向角呈線性增加，從而獲得高速行駛時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)向操縱感。角呈線性增加，從而獲得高速行駛時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)向操縱感。 助力轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)向ECUECU：ECU根據(jù)車速傳感器傳來的信號(hào)，判斷汽車是處根據(jù)車速傳感器傳來的信號(hào)，判斷汽車是處于停止?fàn)顟B(tài)還是處于低速行駛或高速行駛工況，在根據(jù)判別出的汽于停止?fàn)顟B(tài)還是處于低速行駛或高速行駛工況，在根據(jù)

16、判別出的汽車狀態(tài)，對(duì)電磁線圈的電流進(jìn)行線性控制，車狀態(tài)，對(duì)電磁線圈的電流進(jìn)行線性控制，使電磁閥有適當(dāng)?shù)拈_度，使電磁閥有適當(dāng)?shù)拈_度，以控制轉(zhuǎn)向助力的大小。以控制轉(zhuǎn)向助力的大小。 電磁閥：電磁閥：根據(jù)需要開啟適當(dāng)?shù)拈_度，使根據(jù)需要開啟適當(dāng)?shù)拈_度，使油壓反力室油壓反力室一側(cè)的油液一側(cè)的油液流回儲(chǔ)油箱。電磁閥開度增大時(shí)，使作用在流回儲(chǔ)油箱。電磁閥開度增大時(shí)，使作用在柱塞的背壓（油壓反力柱塞的背壓（油壓反力室壓力）室壓力）降低，柱塞推動(dòng)控制閥轉(zhuǎn)閥閥桿的力（反力）較小，因此降低，柱塞推動(dòng)控制閥轉(zhuǎn)閥閥桿的力（反力）較小，因此只需要較小的轉(zhuǎn)向力就可使扭力桿扭轉(zhuǎn)變形，使閥體與閥桿相對(duì)轉(zhuǎn)只需要較小的轉(zhuǎn)向力就可使扭

17、力桿扭轉(zhuǎn)變形，使閥體與閥桿相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力作用，電磁閥開啟較小時(shí)則相反。動(dòng)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力作用，電磁閥開啟較小時(shí)則相反。反力控制式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作過程反力控制式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作過程 當(dāng)轉(zhuǎn)向力增大，扭力桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)向力增大，扭力桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，控制閥閥體控制閥閥體與與轉(zhuǎn)閥閥桿轉(zhuǎn)閥閥桿之間將發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使兩閥的通道口相互連通，扭力桿的變形之間將發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使兩閥的通道口相互連通，扭力桿的變形角度就越大，轉(zhuǎn)閥中工作油液通道的截口面積就越大，助力就越角度就越大，轉(zhuǎn)閥中工作油液通道的截口面積就越大，助力就越大。大。 汽車低速行駛或者大轉(zhuǎn)彎時(shí)汽車低速行駛或者大轉(zhuǎn)彎時(shí)。流經(jīng)電磁線圈的

18、電流。流經(jīng)電磁線圈的電流較大較大，電磁閥，電磁閥的開啟角度的開啟角度較大較大，經(jīng)分流閥分流后的油液通過電磁閥返回油箱的，經(jīng)分流閥分流后的油液通過電磁閥返回油箱的油液就油液就較多較多，因此作用在反力室的油壓就，因此作用在反力室的油壓就較小較小，柱塞上的油壓，柱塞上的油壓較較小小，這時(shí)作用在控制閥軸上的，這時(shí)作用在控制閥軸上的反力也較小反力也較小，因此反力油壓形成的，因此反力油壓形成的阻力矩較小阻力矩較小。由于阻力矩較小，轉(zhuǎn)向盤只需要用較小的力就可以。由于阻力矩較小，轉(zhuǎn)向盤只需要用較小的力就可以使扭力桿發(fā)生使扭力桿發(fā)生較大的變形，轉(zhuǎn)向助力較大較大的變形，轉(zhuǎn)向助力較大。 流經(jīng)電磁線圈的電流流經(jīng)電磁線

19、圈的電流較小較小，電磁閥的開啟角度，電磁閥的開啟角度較小較小，經(jīng)分流閥分，經(jīng)分流閥分流后的油液通過電磁閥返回油箱的油液就流后的油液通過電磁閥返回油箱的油液就較少較少，因此作用在反力，因此作用在反力室的油壓就室的油壓就較大較大，柱塞上的油壓，柱塞上的油壓較大較大，這時(shí)作用在控制閥軸上的，這時(shí)作用在控制閥軸上的反力也較大反力也較大，因此反力油壓形成的，因此反力油壓形成的阻力矩較大阻力矩較大。由于阻力矩較大，。由于阻力矩較大，輸入同樣的力，使扭力桿發(fā)生輸入同樣的力，使扭力桿發(fā)生變形較小，轉(zhuǎn)向助力較小變形較小，轉(zhuǎn)向助力較小。旋轉(zhuǎn)閥。旋轉(zhuǎn)閥與控制閥相互連通的通道口開度也減小，助力與控制閥相互連通的通道口

20、開度也減小，助力較小較小。液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功率消耗大，容易產(chǎn)生泄漏，轉(zhuǎn)向力不易有效結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功率消耗大，容易產(chǎn)生泄漏，轉(zhuǎn)向力不易有效控制?？刂?。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS） 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，根據(jù)車速和轉(zhuǎn)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向參數(shù)等，由電子控制單元完成助力控制。向參數(shù)等，由電子控制單元完成助力控制。 根據(jù)根據(jù)電動(dòng)機(jī)布置位置電動(dòng)機(jī)布置位置不同，可分為不同，可分為轉(zhuǎn)向柱助力式轉(zhuǎn)向柱助力式、齒輪助齒輪助力式力式和和齒條助力式齒條助力式三種類型。三種類型。 轉(zhuǎn)向柱助力式轉(zhuǎn)向柱助力式EPSEPS

21、的電動(dòng)機(jī)固定在轉(zhuǎn)向柱的一側(cè)，通過的電動(dòng)機(jī)固定在轉(zhuǎn)向柱的一側(cè)，通過減速機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸相連，直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸助力轉(zhuǎn)向。減速機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸相連，直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸助力轉(zhuǎn)向。 齒輪助力式齒輪助力式EPSEPS的電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)和小齒輪相連，直的電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)和小齒輪相連，直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪，實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪，實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。 齒條助力式齒條助力式EPSEPS的電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)齒條提供的電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)齒條提供助力。助力。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是能實(shí)現(xiàn)“精確轉(zhuǎn)向精確轉(zhuǎn)向”，它能夠在汽車轉(zhuǎn)向過程中根據(jù)不同車速和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的快它能夠在汽車轉(zhuǎn)向過程中

22、根據(jù)不同車速和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，精確提供各種行駛路況下的慢，精確提供各種行駛路況下的最佳轉(zhuǎn)向助力最佳轉(zhuǎn)向助力，減小由路，減小由路面不平引起的對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的擾動(dòng)。不但可以減輕低速行駛面不平引起的對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的擾動(dòng)。不但可以減輕低速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力，而且可大大提高高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力，而且可大大提高高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性，性，并能精確實(shí)現(xiàn)人們預(yù)先設(shè)置的在不同車速、不同轉(zhuǎn)彎并能精確實(shí)現(xiàn)人們預(yù)先設(shè)置的在不同車速、不同轉(zhuǎn)彎角度所需要的轉(zhuǎn)向助力角度所需要的轉(zhuǎn)向助力。通過控制助力電機(jī)，可降低高速。通過控制助力電機(jī)，可降低高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向助力，增大轉(zhuǎn)向手力，行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向助力，增大轉(zhuǎn)向手力，解決高速

23、發(fā)飄問題解決高速發(fā)飄問題，成本相對(duì)較低。成本相對(duì)較低。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)向離合器轉(zhuǎn)向離合器 不轉(zhuǎn)向時(shí)不轉(zhuǎn)向時(shí)，助力電動(dòng)機(jī)不工作，助力電動(dòng)機(jī)不工作， 當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與轉(zhuǎn)向軸相連的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測(cè)出，與轉(zhuǎn)向軸相連的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測(cè)出作用于轉(zhuǎn)向軸上的力矩，并將力矩轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，車速傳作用于轉(zhuǎn)向軸上的力矩，并將力矩轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，車速傳感器產(chǎn)生車速信號(hào)，感器產(chǎn)生車速信號(hào)，ECU根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算處根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算處理后，向離合器和電動(dòng)機(jī)發(fā)車發(fā)出控制指令，理后，向離合器和電動(dòng)機(jī)發(fā)車發(fā)出控制指令，即輸出一個(gè)即輸出一個(gè)適合的電流，在

24、離合器結(jié)合的同時(shí)，是電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)適合的電流，在離合器結(jié)合的同時(shí)，是電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)減速增距后，矩，轉(zhuǎn)矩經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)減速增距后，施加在輸出軸上，輸施加在輸出軸上，輸出軸的下端與齒輪齒條轉(zhuǎn)向器總成中的小齒輪相連，于是出軸的下端與齒輪齒條轉(zhuǎn)向器總成中的小齒輪相連，于是由電動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩最后通過齒輪齒條轉(zhuǎn)向器施加到汽車由電動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩最后通過齒輪齒條轉(zhuǎn)向器施加到汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向助力工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向助力。轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器 轉(zhuǎn)矩傳感器用于檢測(cè)作用于轉(zhuǎn)向盤上轉(zhuǎn)矩信號(hào)的大小，目轉(zhuǎn)矩傳感器用于檢測(cè)作用于轉(zhuǎn)向盤上轉(zhuǎn)矩信號(hào)的大

25、小，目前采用較多的是前采用較多的是扭桿式電位計(jì)傳感器，扭桿式電位計(jì)傳感器，它是在轉(zhuǎn)向軸位置它是在轉(zhuǎn)向軸位置加一根扭桿，通過扭桿檢測(cè)輸入軸與輸出軸的相對(duì)扭轉(zhuǎn)位加一根扭桿，通過扭桿檢測(cè)輸入軸與輸出軸的相對(duì)扭轉(zhuǎn)位移得到扭矩。移得到扭矩。 用磁性材料構(gòu)成的定子和轉(zhuǎn)子可以形成閉合的回來，線圈用磁性材料構(gòu)成的定子和轉(zhuǎn)子可以形成閉合的回來，線圈A、B、C、D分別繞在極靴上，構(gòu)成一個(gè)橋式回路。轉(zhuǎn)向分別繞在極靴上，構(gòu)成一個(gè)橋式回路。轉(zhuǎn)向軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩成正比，所以只要測(cè)定轉(zhuǎn)向軸軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩成正比，所以只要測(cè)定轉(zhuǎn)向軸的扭轉(zhuǎn)角，就可間接知道轉(zhuǎn)向力的大小。的扭轉(zhuǎn)角，就可間接知道轉(zhuǎn)向力的大小。 在線

26、圈在線圈U、T的兩端施加連續(xù)的脈沖信號(hào)的兩端施加連續(xù)的脈沖信號(hào)Ui,當(dāng)轉(zhuǎn)向軸上的當(dāng)轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩為零時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)角也為零，電橋平橫，轉(zhuǎn)矩為零時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)角也為零，電橋平橫，在在V和和W兩端的電位差兩端的電位差Uo為零，如果轉(zhuǎn)向軸上存在轉(zhuǎn)矩，為零，如果轉(zhuǎn)向軸上存在轉(zhuǎn)矩，定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)角不為零，此時(shí)定子和轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生角定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)角不為零，此時(shí)定子和轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生角位移位移，電橋失去平衡在，電橋失去平衡在V和和W兩端出現(xiàn)兩端出現(xiàn)電位差電位差Uo。iokUU 車速傳感器車速傳感器 安裝在自動(dòng)變速器的輸出軸上，用于檢測(cè)自動(dòng)變速器輸出安裝在自動(dòng)變速器的輸出軸上，用于檢測(cè)自動(dòng)變速器

27、輸出軸的轉(zhuǎn)速，根據(jù)輸出軸轉(zhuǎn)速計(jì)算得到汽車的行駛速度。常軸的轉(zhuǎn)速，根據(jù)輸出軸轉(zhuǎn)速計(jì)算得到汽車的行駛速度。常用用電磁感應(yīng)式車速傳感器，主要由永久磁鐵和電磁感應(yīng)線電磁感應(yīng)式車速傳感器，主要由永久磁鐵和電磁感應(yīng)線圈兩個(gè)部分組成。圈兩個(gè)部分組成。 當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)轉(zhuǎn)子的齒不斷的靠近和離開車速當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)轉(zhuǎn)子的齒不斷的靠近和離開車速傳感器，使感應(yīng)線圈內(nèi)的磁通發(fā)生變化，從而產(chǎn)生交流感應(yīng)傳感器，使感應(yīng)線圈內(nèi)的磁通發(fā)生變化，從而產(chǎn)生交流感應(yīng)電壓，車速越高，輸出軸轉(zhuǎn)速越高，感應(yīng)電壓脈沖頻率就越電壓，車速越高，輸出軸轉(zhuǎn)速越高，感應(yīng)電壓脈沖頻率就越高。高。ECU根據(jù)脈沖信號(hào)的頻率，計(jì)算出輸出軸的轉(zhuǎn)速，再進(jìn)

28、根據(jù)脈沖信號(hào)的頻率，計(jì)算出輸出軸的轉(zhuǎn)速，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成車速。一步轉(zhuǎn)換成車速。TrV2電機(jī)電機(jī) EPS的動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，功能是根據(jù)的動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，功能是根據(jù)ECU的指令產(chǎn)生相應(yīng)的指令產(chǎn)生相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)時(shí)影響的輸出轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)時(shí)影響EPS性能的主要因素之一。通性能的主要因素之一。通常采用常采用無刷永磁式直流電動(dòng)機(jī)無刷永磁式直流電動(dòng)機(jī)。要求低速轉(zhuǎn)矩大、波動(dòng)小、。要求低速轉(zhuǎn)矩大、波動(dòng)小、慣量小、尺寸小、質(zhì)量輕，可靠性高、控制性能好。慣量小、尺寸小、質(zhì)量輕，可靠性高、控制性能好。 需要正反轉(zhuǎn)控制。需要正反轉(zhuǎn)控制。EPS電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 當(dāng)當(dāng)a2端得到輸入信號(hào)時(shí)，晶體端得到輸入信號(hào)時(shí)，晶體管管VT4導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT1得到基極電流得到基極電流而導(dǎo)通。電動(dòng)機(jī)有反向電流流而導(dǎo)通。電動(dòng)機(jī)有反向電流流過過反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。 控制觸發(fā)信號(hào)端電流的大小，控制觸發(fā)信號(hào)端電流的大小，就可以控制電動(dòng)機(jī)通過電流的就可以控制電動(dòng)機(jī)通過電流的大小。大小。a1和和a2端為觸發(fā)信號(hào)端，從微機(jī)系統(tǒng)的端為觸發(fā)信號(hào)端，從微機(jī)系統(tǒng)的D/A轉(zhuǎn)換器得到的直流信轉(zhuǎn)換器得到的直流信號(hào)輸入到號(hào)輸入到a1和和a2端，用以觸發(fā)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生正反轉(zhuǎn)。當(dāng)端，用以觸發(fā)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生正反轉(zhuǎn)。當(dāng)a1端得到輸端得到輸入信號(hào)時(shí)，晶體管入信