汽車底盤課件 課題12 電動助力轉向系統(tǒng)的構造與維修

課題12

電動助力轉向系統(tǒng)的構造與維修熟悉電動助力轉向系統(tǒng)的組成及工作原理。掌握電動助力轉向系統(tǒng)的維修注意事項。學習目標一、電動助力轉向系統(tǒng)概述１、電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)類型(１)齒輪助力式電動助力轉向系統(tǒng)如圖12-1所示。①結構布置:助力轉向電動機設置在轉向器的齒輪軸上。②安裝優(yōu)勢:助力轉向電動機位于車廂外，可在保持靜噪性的前提下獲得更大的輔助力。③特點:與變比率式轉向器組合使用，可實現助力轉向電動機的小型化，提供操縱特性優(yōu)異的轉向系統(tǒng)。(２)齒條助力式電動助力轉向系統(tǒng)如圖12-2所示。(３)轉向柱助力式電動助力轉向系統(tǒng)如圖12-3所示。①結構布置:助力轉向電動機、控制器以及轉矩傳感器設置在轉向柱上。②安裝優(yōu)勢:系統(tǒng)結構緊湊，安裝到車輛上時極為簡便。③特點:除了固定式轉向柱外，還適用于傾斜式等所有類型的轉向柱。２、電動助力轉向系統(tǒng)的特點優(yōu)點:系統(tǒng)結構精簡，質量小，占用空間少;節(jié)省油耗。電子系統(tǒng)反應靈敏，動作直接、迅速。使用電動執(zhí)行機構在不同的駕駛條件下為駕駛員提供合適的助力。缺點:由于電動機直接驅動轉向機構，只能提供有限的輔助力度，難以在大型車輛上使用;同時電子部件較多，系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性都不如機械式部件，路感信息匱乏，實際駕駛中的操控樂趣大大減少;制造成本較高等。轉矩傳感器電動助力轉向系統(tǒng)組成動力轉向電動機動力轉向模塊ECU車速傳感器減速機構電磁離合器４、電動助力轉向系統(tǒng)發(fā)展趨勢(１)結構?，F有的電動助力轉向系統(tǒng)中，驅動轉向輪進行轉向的力由人和電動機助力兩部分組成，隨著技術的不斷進步，未來的電動助力轉向系統(tǒng)將是全助力的電動轉向系統(tǒng)，即驅動轉向輪轉向的力完全由電動機提供。目前，國內外研究最多的線控轉向(SteerbyWire)就是一種全助力轉向技術。(２)控制策略。今后控制信號將不再僅僅依靠車速與扭矩信號，而是根據轉向角、橫擺速度、側向加速度等多種信號進行與汽車實際特性相吻合的綜合集成控制。二、電動助力轉向系統(tǒng)工作原理當駕駛員操作方向盤時，連接方向盤的扭桿產生形變，其形變角度與施加到方向盤的轉矩成正比，轉矩傳感器將扭桿形變的角度轉化成線性的電壓輸出信號T，此信號與車速信號V、發(fā)動機轉速信號W、點火信號G送入到控制器ECU進行綜合、分析、判斷和運算后輸出電流信號控制助力電動機。助力電動機通過傳動機構產生助力轉矩，該助力轉矩施加到轉向軸上，從而輔助駕駛員完成轉向操作，如圖12-5所示。由于使用電動助力轉向系統(tǒng)能夠依靠電動機非常精確地控制車輛的轉向角度，因此可以實現自動泊車的功能和車道保持系統(tǒng)自動糾正方向的功能。電動助力轉向系統(tǒng)轉向助力原理如圖12-6所示。三、電動助力轉向系統(tǒng)的優(yōu)點(１)液壓助力轉向系統(tǒng)的油泵，在汽車不轉向時也工作，加大了能量消耗。(２)減小了由于路面不平對轉向系統(tǒng)的干擾，減輕了汽車低速行駛時的轉向操縱力，提高了汽車高速行駛時的轉向穩(wěn)定性，改善了汽車的轉向性能。(３)由于不需要加注液壓油和安裝液壓油管，因此系統(tǒng)的安裝簡便，自由度大，成本低，無漏油故障。(４)由電動助力機直接提供轉向助力，既節(jié)省能量又保護環(huán)境。另外，還具有調整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉向助力的特點。(５)最大特點就是能實現“精確轉向”，不但可以減輕低速行駛時的轉向操縱力，而且可大大提高高速行駛時的操縱穩(wěn)定性。四、電動助力轉向系統(tǒng)常見故障的診斷１、轉向困難(１)故障現象。汽車在轉向時，發(fā)生轉向沉重、不靈敏等轉向困難現象。(２)故障原因。①前輪胎充氣不當、磨損不均勻。②前輪定位錯誤。③前懸架下球節(jié)磨損、松曠等。④轉向機總成發(fā)生故障。⑤力矩傳感器(內置于轉向柱)發(fā)生故障。⑥動力轉向電動機發(fā)生故障。⑦蓄電池和電源系統(tǒng)發(fā)生故障。⑧動力轉向ECU電源電壓異常和繼電器發(fā)生故障。⑨動力轉向ECU發(fā)生故障。(３)診斷與排除。①檢查前輪氣壓是否正常，胎面磨損是否均勻。②檢查前懸架下球節(jié)是否磨損、松曠，如不能修復，則進行更換。③檢查前輪定位參數是否正確，如不正常，則調整前輪定位參數。④檢查轉向機總成，若不正常，則進行修復或更換。⑤檢查蓄電池和電源系統(tǒng)是否正常，若不正常，則進行修復或更換。⑥檢查動力轉向ECU是否正常，若不正常，則進行修復或更換。⑦檢查力矩傳感器和動力轉向電動機是否正常。２、左右轉向力矩不同或轉向力矩不均(１)故障現象。汽車在轉向時，在向左和向右操縱時，沉重感明顯不同。(２)故障原因。①前輪胎充氣不當，磨損不均勻。②前輪定位錯誤。③前懸架下球節(jié)磨損、松曠等。④轉向機總成發(fā)生故障。⑤轉向中心點(零點)記錄錯誤。⑥力矩傳感器(內置于轉向柱)發(fā)生故障。⑦轉向柱總成發(fā)生故障。⑧動力轉向電動機發(fā)生故障。⑨動力轉向ECU發(fā)生故障。(３)診斷與排除。①檢查前輪氣壓是否正常，胎面磨損是否均勻。②檢查前懸架下球節(jié)是否磨損、松曠，如不能修復，則進行更換。③檢查前輪定位參數是否正常，如不正常，則調整前輪定位參數。④檢查轉向機總成，若不正常，則進行修復或更換。⑤檢查轉向中心點(零點)記錄是否錯誤，若記錄錯誤，則重新進行校正。⑥檢查動力轉向ECU是否正常，若不正常，則進行修復或更換。⑦檢查力矩傳感器和動力轉向電動機是否正常，若不正常，則進行修復或更換。３、行駛時轉向力矩不隨車速改變或轉向盤不能正確回正(１)故障現象。汽車在行駛時，車速改變但轉向力矩不能同步變化，轉向盤不能正確回正。(２)故障原因。①前懸架下球節(jié)磨損、松曠等。②轉速傳感器發(fā)生故障。③防滑控制ECU發(fā)生故障。④力矩傳感器發(fā)生故障。⑤動力轉向電動機發(fā)生故障。⑥動力轉向ECU發(fā)生故障。⑦CAN通信系統(tǒng)發(fā)生故障。(３)診斷與排除。①檢查前懸架是否磨損、松曠，如不能修復，則進行更換。②檢查轉速傳感器是否正常，若不正常，則進行修復或更換。③檢查防滑控制ECU是否正常，若不正常，則進行修復或更換。④檢查動力轉向ECU是否正常，若不正常，則進行修復或更換。⑤檢查力矩傳感器和動力轉向電動機是否正常，若不正常，則進行修復或更換。⑥檢查CAN通信系統(tǒng)是否正常，若不正常，則進行修復或更換。４、動力轉向工作時轉動轉向盤時出現敲擊(或搖動)聲(１)故障現象。汽車行駛轉向時，轉向盤出現敲擊(或搖動)聲。(２)故障原因。①前懸架下球節(jié)磨損、松曠等。②轉向中間軸磨損、松曠等。③動力轉向電動機發(fā)生故障。