動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 看-

汽車底盤構(gòu)造與維修動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求在保證轉(zhuǎn)向靈敏性不變的條件下，有效地提高轉(zhuǎn)向操縱輕便性，提高響應(yīng)特性，保證高速行車安全，減少轉(zhuǎn)向盤的沖擊。汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修15.1.2動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用、類型⑴汽車轉(zhuǎn)彎時，減少駕駛員對方向盤的操縱力；⑵限制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減速比；⑶在原地轉(zhuǎn)向時，能提供必要的助力；⑷限制車輛高速或在薄冰上的助力，具有較好的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性；⑸在動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失效時，能保持機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的有效工作。汽車底盤構(gòu)造與維修15.2

普通動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)15.2.1組成與類型組成:機械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向控制閥、轉(zhuǎn)向油罐和轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向動力缸等組成。類型:按轉(zhuǎn)向控制閥閥芯的運動方式，可分為滑閥式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和轉(zhuǎn)閥式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。汽車底盤構(gòu)造與維修滑閥式汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修轉(zhuǎn)閥式汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修15.2.2滑閥式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本工作原理圖15.2液壓常流滑閥式動力轉(zhuǎn)向裝置工作原理圖汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.2液壓常流滑閥式動力轉(zhuǎn)向裝置工作原理圖汽車底盤構(gòu)造與維修汽車直線行駛時。汽車右轉(zhuǎn)向時。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)過一定角度保持不動時。解除轉(zhuǎn)向時。汽車直線行駛，遇路面不平，轉(zhuǎn)向輪可能左右偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動時。汽車左轉(zhuǎn)向時，動力轉(zhuǎn)向裝置的工作原理與上述相同。動力轉(zhuǎn)向裝置失效時。汽車底盤構(gòu)造與維修15.2.3轉(zhuǎn)閥式動力轉(zhuǎn)向的結(jié)構(gòu)和基本工作理1．主要部件結(jié)構(gòu)如圖15.3所示為桑塔納轎車整體轉(zhuǎn)閥式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它是由齒輪齒條式機械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥、轉(zhuǎn)向動力缸、儲油罐、葉片泵、進回油管及橫拉桿等組成。汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.3桑塔納轎車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤構(gòu)造與維修工作原理汽車底盤構(gòu)造與維修1）中間位置汽車底盤構(gòu)造與維修2）左轉(zhuǎn)向汽車底盤構(gòu)造與維修3）右轉(zhuǎn)向汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修15.3電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)15.3.1液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)流量控制式反力控制式電閥靈敏度控制式汽車底盤構(gòu)造與維修一、流量控制式EPS流量控制式EPS——根據(jù)車速傳感器信號調(diào)節(jié)動力轉(zhuǎn)向裝置供應(yīng)的壓力油液，改變油液的輸入輸出流量，以控制轉(zhuǎn)向力。1．豐田凌志轎車電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：車速傳感器電磁閥基本組成整體式動力轉(zhuǎn)向控制閥動力轉(zhuǎn)向液壓泵電控單元工作原理：2．日產(chǎn)藍鳥轎車電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)特點：在轉(zhuǎn)向液壓泵與轉(zhuǎn)向機體之間設(shè)有旁通流量控制閥。汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.4藍鳥轎車電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.5系統(tǒng)原理示意圖汽車底盤構(gòu)造與維修流量控制式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點是在原來液壓動力轉(zhuǎn)向功能上再增

加壓力油流量控制功能，所以結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但是，當(dāng)流向動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)

的壓力油降低到極限值時，對于快速轉(zhuǎn)

向會產(chǎn)生壓力不足、響應(yīng)較慢等缺點，

故使它的推廣應(yīng)用受到限制。汽車底盤構(gòu)造與維修二、反力控制式反力控制式——根據(jù)車速大小控制反力室油壓，從而改變輸入輸出增益幅度以控制轉(zhuǎn)向力。1．系統(tǒng)組成與工作原理：轉(zhuǎn)向控制閥——具有油壓反力室分流閥——分流控制閥和電磁閥的油液電磁閥——將油壓反力室一側(cè)的油壓流回儲油箱組成轉(zhuǎn)向動力缸轉(zhuǎn)向液壓泵儲油箱車速傳感器電控單元——根據(jù)車速控制電磁閥開口面積2．反力控制式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實例——豐田馬克Ⅱ型電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.7反力控制式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成汽車底盤構(gòu)造與維修反力控制式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)點是，具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度，轉(zhuǎn)向剛度大，駕駛員能確實感受到路面情況，可以獲得穩(wěn)定的操作手感等。其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且價格較高。汽車底盤構(gòu)造與維修三、閥靈敏度控制式EPS閥靈敏度控制式EPS——根據(jù)車速控制電磁閥，直接改變動力轉(zhuǎn)向控制閥的油壓增益（閥靈敏度）來控制油壓。轉(zhuǎn)子閥電磁閥電控單元汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.8

89型地平線牌轎車電子控制式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.9閥體等效液壓回路汽車底盤構(gòu)造與維修15.3.2電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1．電動式EPS的組成和原理（1）組成。電動式EPS通常由轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電子控制單元（ECU）、電動機、電磁離合器和減速機構(gòu)組成，如圖15.10所示。汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.10電動式EPS的組成汽車底盤構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修優(yōu)點：⑴電動機、離合器、減速裝置、轉(zhuǎn)向桿等各部件裝配成一個整體，這既無管道也無控制閥，使其

結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量減輕。⑵沒有液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必須的常運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向油泵，電動機只是在需要轉(zhuǎn)向時才接通電源，所

以可節(jié)省燃料。⑶省去了油壓系統(tǒng)，所以不需要給轉(zhuǎn)向油泵補充油也不必?fù)?dān)心漏油。⑷可以比較容易地按照汽車的需要設(shè)置、修改轉(zhuǎn)向助力特性。汽車底盤構(gòu)造與維修電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤構(gòu)造與維修15.4四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)15.4.1四輪轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向特性低速時逆向轉(zhuǎn)向特性高速時同向轉(zhuǎn)向特性汽車底盤構(gòu)造與維修1．低速時逆相位轉(zhuǎn)向低速轉(zhuǎn)向時的行駛軌跡，可知2WS車的情況是后輪不轉(zhuǎn)向，所以轉(zhuǎn)向中心大致在后軸的延長線上。4WS車的情況是對后輪進行逆向轉(zhuǎn)向操縱，轉(zhuǎn)向中心就比2WS車的超前并在靠近車體處。在低速轉(zhuǎn)向時，若前輪轉(zhuǎn)向角相同，則

4WS車的轉(zhuǎn)向半徑更小，內(nèi)輪差也減小，所以轉(zhuǎn)向性好。汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.16低速轉(zhuǎn)向時的行駛軌跡汽車底盤構(gòu)造與維修2．高速時同相位轉(zhuǎn)向直行汽車的轉(zhuǎn)向是由下列兩個運動的合成，即車輛的質(zhì)心點繞改變前進方向的轉(zhuǎn)向中心的公轉(zhuǎn)和繞質(zhì)心點的自轉(zhuǎn)運動。汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.17

2WS車高速轉(zhuǎn)向時車輛的運動狀態(tài)汽車底盤構(gòu)造與維修如圖15.17所示，為2WS車高速轉(zhuǎn)向時車輛的運動狀態(tài)。前輪轉(zhuǎn)向時，前輪產(chǎn)生側(cè)偏角α，且產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向心力使車體開始自轉(zhuǎn)。當(dāng)車體出現(xiàn)偏向時，后輪也出現(xiàn)側(cè)偏角β，且產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向心力。四個車輪分擔(dān)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的力，一邊平衡一邊轉(zhuǎn)向。但是，車速越高，離心力就越大，所以必須給前輪更大的側(cè)偏角，使它產(chǎn)生更大的旋轉(zhuǎn)向心力。為了使后輪也產(chǎn)生與此相對應(yīng)的側(cè)偏角，車體就會產(chǎn)生更大的自轉(zhuǎn)運動。但是，車速越高，車體的自轉(zhuǎn)運動就越不穩(wěn)定，容易引起車輛的激轉(zhuǎn)或側(cè)滑。汽車底盤構(gòu)造與維修?圖15.18高速轉(zhuǎn)向時2WS車和4WS車同向轉(zhuǎn)向操縱的比較汽車底盤構(gòu)造與維修理想的高速轉(zhuǎn)向的運動狀態(tài)是盡可能使車身的傾向和前進方向一致，以防多余的自轉(zhuǎn)運動。在4WS的車上通過對后輪的同相轉(zhuǎn)向操縱，使后輪側(cè)偏角和前輪相同，使它與前輪的旋轉(zhuǎn)向心力相平衡，從而抑制自轉(zhuǎn)運動。這樣就有可能得到車身方向與車輛前進方向相一致的穩(wěn)定轉(zhuǎn)向狀態(tài)，如圖15.18所示。此外，4WS車對于直線行駛時路面的干擾，車身變化小，便于駕駛員修正方向盤。如圖

15.19所示。汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.19直行時2WS車和4WS車的比較汽車底盤構(gòu)造與維修15.4.2轉(zhuǎn)向角比例控制轉(zhuǎn)向角比例控制就是后輪轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角成比例變化：在低速區(qū)是逆相位而在中高速區(qū)是同相位。汽車底盤構(gòu)造與維修1．系統(tǒng)組成如圖15.20所示，為豐田4WS轉(zhuǎn)向角比例控制的系統(tǒng)圖。該方式是在機械式4WS的結(jié)構(gòu)上增加了電子控制裝置，前后輪都有齒輪機構(gòu)，中間由連接軸連接。轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)傳遞到齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，由齒條帶動橫拉桿左右運動，使前輪轉(zhuǎn)向。同時，小齒輪向后輸出動力，通過連接軸傳給后輪齒輪機構(gòu)。汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.20

4WS系統(tǒng)工作原理簡圖汽車底盤構(gòu)造與維修⑴轉(zhuǎn)向樞軸如圖15.21a所示，后轉(zhuǎn)向齒輪箱的轉(zhuǎn)向樞軸是一個大軸承。其外圈與扇形齒輪成為一體，圍繞樞軸可左右轉(zhuǎn)動；內(nèi)圈與連桿突出的偏心軸相連接，連桿由4WS轉(zhuǎn)換器的電機帶動繞其自身軸線作正反轉(zhuǎn)動。偏心軸在轉(zhuǎn)向樞軸機構(gòu)內(nèi)可上下回轉(zhuǎn)約55o。轉(zhuǎn)向時，通過連接軸的輸入使小齒輪向左或向右旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)力就傳遞到扇形齒輪，再由轉(zhuǎn)向樞軸通過偏心軸使連桿向左右方向移動。連桿帶動后轉(zhuǎn)向橫拉桿和后轉(zhuǎn)向節(jié)臂實現(xiàn)后輪的轉(zhuǎn)向。汽車底盤構(gòu)造與維修如圖15.21(b)、（c）、（d）所示，為由

于樞軸與偏心軸的運動，形成后輪的同相位

和逆相位的轉(zhuǎn)向原理圖。偏心軸的前端與樞

軸左右旋轉(zhuǎn)中心重合時，即使轉(zhuǎn)向樞軸左右

轉(zhuǎn)動，連桿也完全不動，后輪處于中立狀態(tài)。隨著偏心軸前端位置與樞軸的旋轉(zhuǎn)中心上下

方向的偏離，樞軸左右轉(zhuǎn)動時的連桿的移動

量就變大。偏心軸前端位置在轉(zhuǎn)向樞軸的上

側(cè)時為逆相位轉(zhuǎn)向，而下側(cè)時為同相位轉(zhuǎn)向。汽車底盤構(gòu)造與維修⑵4WS轉(zhuǎn)換器如圖15.22所示，為4WS轉(zhuǎn)換器部分的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換器由主電機、副電機、行星齒輪的減速機構(gòu)等組成。通常主電機轉(zhuǎn)動，副電機就處于停止?fàn)顟B(tài)。副電機的輸出軸與行星齒輪的中心齒輪相連，齒圈就是4WS轉(zhuǎn)換器的輸出軸，通常中心齒輪固定不動，而與主電動機相連的小齒輪旋轉(zhuǎn)。因此，小齒輪圍繞著中心輪進行公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)．以此帶動4WS轉(zhuǎn)換器的輸出齒圈。主電動機不工作時，小齒輪就變成空轉(zhuǎn)齒輪，并將副電動機旋轉(zhuǎn)傳遞到齒圈，使連桿同相位方向旋轉(zhuǎn)。汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.21轉(zhuǎn)向樞軸汽車底盤構(gòu)造與維修圖15.22

4WS轉(zhuǎn)換器汽車底盤構(gòu)造與維修2．控制邏輯ECU通過轉(zhuǎn)向角傳感器、車速傳感器等輸入信號，進行以下控制：⑴轉(zhuǎn)向角控制如圖15.23所示，駕駛員通過4WS方式轉(zhuǎn)換開關(guān)，可選擇常規(guī)模式(NORMAL)和運動模式(SPORT)。車速主要由車速表的傳感器提供，作為輔助信號用

ABS車速傳感器中的前輪的一個傳感器輸入信號。轉(zhuǎn)向角傳感器是檢測后轉(zhuǎn)向齒輪箱內(nèi)的連桿的旋轉(zhuǎn)角度，根據(jù)滑動阻力相應(yīng)于旋轉(zhuǎn)角的模擬電壓輸人到ECU。此外，倒車時停止4WS的工作，便于駕駛員駕駛。汽車底盤構(gòu)造與維修⑵安全性控制轉(zhuǎn)向角傳感器異常時，通過副電動機驅(qū)動到同相方向