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

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
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1、模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)模塊六模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)課題一課題一 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與工作電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與工作原理原理課題二課題二 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢查電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢查模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)課題一課題一 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與工作原理電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與工作原理傳統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所設(shè)定的固定放大倍率具有以下缺點:傳統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所設(shè)定的固定放大倍率具有以下缺點:如果所設(shè)計的固定放大倍率的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是為了減小汽如果所設(shè)計的固定放大倍率的動力轉(zhuǎn)向
2、系統(tǒng)是為了減小汽車在停車或低速行駛狀態(tài)下轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的力,則當汽車以車在停車或低速行駛狀態(tài)下轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的力,則當汽車以高速行駛時,這一固定放大倍率的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會使轉(zhuǎn)動高速行駛時,這一固定放大倍率的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會使轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的力顯得太小,不利于對高速行駛的汽車進行方向轉(zhuǎn)向盤的力顯得太小,不利于對高速行駛的汽車進行方向控制;反之,如果所設(shè)計的固定放大倍率的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制;反之,如果所設(shè)計的固定放大倍率的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是為了增加汽車在高速行駛時的轉(zhuǎn)向力,則當汽車停駛或是為了增加汽車在高速行駛時的轉(zhuǎn)向力,則當汽車停駛或低速行駛時,轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤就會顯得非常吃力。低速行駛時,轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤就會顯得非常吃力。 電
3、子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在低速行駛時可使轉(zhuǎn)向輕便、靈活;電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在低速行駛時可使轉(zhuǎn)向輕便、靈活;當汽車在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時,又能保證提供最優(yōu)的動力放當汽車在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時,又能保證提供最優(yōu)的動力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感,從而提高了高速行駛的操縱穩(wěn)大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感,從而提高了高速行駛的操縱穩(wěn)定性。定性。 模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)一、動力轉(zhuǎn)向系的組成和工作原理一、動力轉(zhuǎn)向系的組成和工作原理1動力轉(zhuǎn)向系的組成動力轉(zhuǎn)向系的組成如圖如圖6-1所示,動力轉(zhuǎn)向系主要由轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向動力缸、轉(zhuǎn)向控所示,動力轉(zhuǎn)向系主要由轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向動力缸、轉(zhuǎn)向控制閥和機械轉(zhuǎn)向器
4、等組成制閥和機械轉(zhuǎn)向器等組成 圖6-1 動力轉(zhuǎn)向系1-油罐;2-溢流閥;3-油泵;4-量孔;5-單向閥;6-安全閥;7-滑閥;8-反作用柱塞;9-分配閥體;10-回位彈簧;11-轉(zhuǎn)向螺桿;12-轉(zhuǎn)向螺母;13-縱拉桿;14-轉(zhuǎn)向搖臂;15-動力缸模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)2動力轉(zhuǎn)向系的工作原理動力轉(zhuǎn)向系的工作原理(1)汽車直線行駛時)汽車直線行駛時(2)汽車轉(zhuǎn)彎時)汽車轉(zhuǎn)彎時如圖如圖6-1(b)所示,當汽車右轉(zhuǎn)彎時,左旋轉(zhuǎn)向螺桿按順時)所示,當汽車右轉(zhuǎn)彎時,左旋轉(zhuǎn)向螺桿按順時針方向轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)向螺桿針方向轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)向螺桿11和滑閥克服間隙和滑閥克服間隙h向右作軸向移
5、向右作軸向移動。動。 當汽車左轉(zhuǎn)彎時,滑閥左移,動力缸活塞向左移動,最終向當汽車左轉(zhuǎn)彎時,滑閥左移,動力缸活塞向左移動,最終向左帶動轉(zhuǎn)向車輪,如圖左帶動轉(zhuǎn)向車輪,如圖6-1(c) 模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù) 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向動力源不同可分為電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向動力源不同可分為液壓式電液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electro Hydraulic Power Steering,簡稱為簡稱為EHPS)和和電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electrical Power Steering,簡稱,簡稱EPS)
6、。液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EHPS是在傳統(tǒng)的液壓動力轉(zhuǎn)是在傳統(tǒng)的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了控制液體流量的電磁閥、車速傳感向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和電子控制單元等形成的。器和電子控制單元等形成的。電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS是在傳統(tǒng)的機械式轉(zhuǎn)向系是在傳統(tǒng)的機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,利用直流電動機作為動力源,電子控制單元統(tǒng)的基礎(chǔ)上,利用直流電動機作為動力源,電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號,控制電動機轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號,控制電動機轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)動方向。電動機的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機構(gòu)
7、減速增動方向。電動機的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機構(gòu)減速增矩后,加在汽車的轉(zhuǎn)向器構(gòu)上,使之得到一個與工況相適矩后,加在汽車的轉(zhuǎn)向器構(gòu)上,使之得到一個與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。 3電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)二、電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)二、電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 1電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成圖圖6-2所示為豐田凌志轎車電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。所示為豐田凌志轎車電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由車速傳感器、電控單元、電磁閥、動力轉(zhuǎn)向該系統(tǒng)主要由車速
8、傳感器、電控單元、電磁閥、動力轉(zhuǎn)向控制閥和動力轉(zhuǎn)向油泵等組成??刂崎y和動力轉(zhuǎn)向油泵等組成。 圖6-2 豐田凌志轎車電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖6-3 電磁閥的結(jié)構(gòu)電磁閥(圖電磁閥(圖6-3所示)所示)是電子控制系統(tǒng)的是電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件,由電控執(zhí)行元件,由電控單元控制其工作狀單元控制其工作狀態(tài)。態(tài)。 模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)2電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理圖圖6-4所示為豐田凌志轎車電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的所示為豐田凌志轎車電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
9、的原理電路。原理電路。圖6-4 豐田凌志轎車電子控制液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理電路模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)三、電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三、電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是以電動機作為動力轉(zhuǎn)向電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是以電動機作為動力轉(zhuǎn)向的動力源,由電控單元根據(jù)扭矩傳感器和車速傳感器輸出的動力源,由電控單元根據(jù)扭矩傳感器和車速傳感器輸出的信號進行動力轉(zhuǎn)向控制。的信號進行動力轉(zhuǎn)向控制。(一)電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成(一)電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成主要由車速傳感器、扭矩傳感器、電控單元、電磁離合器和主要由車速傳感器、扭矩傳感器
10、、電控單元、電磁離合器和電動機等組成,如圖電動機等組成,如圖6-6所示。所示。圖6-6 電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1-車速傳感器(速度表);2-轉(zhuǎn)向傳感器;3-減速機;4-電動機與離合器;5-發(fā)電機;6-轉(zhuǎn)向齒輪;7-發(fā)動機轉(zhuǎn)速;8-蓄電池;9-P/S控制組件模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)1扭矩傳感器扭矩傳感器扭矩傳感器的作用是檢測轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動方向以及轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)扭矩傳感器的作用是檢測轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動方向以及轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間的相對扭矩向器之間的相對扭矩(1)電磁感應(yīng)式扭矩傳感器)電磁感應(yīng)式扭矩傳感器圖6-7 電磁感應(yīng)式扭矩傳感器及輸出信號模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽
11、車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)(2)滑動可變電阻式扭矩傳感器)滑動可變電阻式扭矩傳感器圖6-8 滑動可變電阻式扭矩傳感器模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖6-9 全范圍控制型動力轉(zhuǎn)向系滑動可變電阻式扭矩傳感器(1、10-控制臂;2-電位計;3、11-滑塊;4-環(huán)座;5、13-鋼球;6-輸出軸;7-扭桿;8-輸入軸;9-轉(zhuǎn)向傳感器;12-鋼球槽;14-心軸旋轉(zhuǎn)方向;15-控制臂旋轉(zhuǎn)方向;16-滑塊滑動方向模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)2電磁離合器和電動機電磁離合器和電動機圖6-10 電磁離合器的位置1-轉(zhuǎn)向傳感器;2-控制臂;3-傳感器軸
12、;4-扭桿;5-滑塊;6-球槽;7-連接環(huán);8-鋼球;9-蝸輪;10-蝸桿;11-電磁離合器;12-電動機模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖6-11 電磁離合器的工作原理圖6-12 電動機控制電路3電控單元電控單元模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)(二)電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理(二)電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理 當駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時,裝在轉(zhuǎn)向軸上的扭矩傳感器當駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時,裝在轉(zhuǎn)向軸上的扭矩傳感器檢測出轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩,電控單元根據(jù)該轉(zhuǎn)矩信號與車速檢測出轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩,電控單元根據(jù)該轉(zhuǎn)矩信號與車速傳感器輸出的車速信號
13、計算出轉(zhuǎn)向助力的大小和方向,并傳感器輸出的車速信號計算出轉(zhuǎn)向助力的大小和方向,并據(jù)此選定電動機的電流和轉(zhuǎn)向。然后電控單元向執(zhí)行器據(jù)此選定電動機的電流和轉(zhuǎn)向。然后電控單元向執(zhí)行器(電動機和電磁離合器)輸出控制指令,控制電磁離合器(電動機和電磁離合器)輸出控制指令,控制電磁離合器通電接合、電動機通電轉(zhuǎn)動,電動機輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)減速機通電接合、電動機通電轉(zhuǎn)動,電動機輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)減速機構(gòu)減速增扭后,施加在轉(zhuǎn)向機構(gòu)上,實現(xiàn)與汽車車速相匹構(gòu)減速增扭后,施加在轉(zhuǎn)向機構(gòu)上,實現(xiàn)與汽車車速相匹配的轉(zhuǎn)向助力。配的轉(zhuǎn)向助力。模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)(三)鈴木車系電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向
14、系統(tǒng)(三)鈴木車系電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)鈴木車系電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按車速控制范圍可分鈴木車系電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按車速控制范圍可分為兩種:低中速控制型(為兩種:低中速控制型(045km/h)和全范圍控制型)和全范圍控制型(080km/h)。)。1低中速控制型(低中速控制型(045km/h)EPS低中速控制型(低中速控制型(045km/h)EPS的主要控制內(nèi)容有:的主要控制內(nèi)容有:(1)速度控制)速度控制(2)電動機電流控制)電動機電流控制(3)臨界控制)臨界控制模塊六 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)2全范圍控制型(全范圍控制型(080km/h)EPS全范圍控制型(全范圍控制型(080km/h)EPS的控制過程如圖的控制過程如圖6-14 全范圍控制型(全范圍控制型(080km/h)EPS的主要控制內(nèi)容有:的主要控制內(nèi)容
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