汽車底盤課件 課題12 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造與維修

課題12

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造與維修熟悉電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成及工作原理。掌握電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的維修注意事項(xiàng)。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述１、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)類型(１)齒輪助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖12-1所示。①結(jié)構(gòu)布置:助力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)設(shè)置在轉(zhuǎn)向器的齒輪軸上。②安裝優(yōu)勢:助力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)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(diǎn):與變比率式轉(zhuǎn)向器組合使用，可實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)的小型化，提供操縱特性優(yōu)異的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。(２)齒條助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖12-2所示。(３)轉(zhuǎn)向柱助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖12-3所示。①結(jié)構(gòu)布置:助力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)、控制器以及轉(zhuǎn)矩傳感器設(shè)置在轉(zhuǎn)向柱上。②安裝優(yōu)勢:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝到車輛上時(shí)極為簡便。③特點(diǎn):除了固定式轉(zhuǎn)向柱外，還適用于傾斜式等所有類型的轉(zhuǎn)向柱。２、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精簡，質(zhì)量小，占用空間少;節(jié)省油耗。電子系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，動(dòng)作直接、迅速。使用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在不同的駕駛條件下為駕駛員提供合適的助力。缺點(diǎn):由于電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，只能提供有限的輔助力度，難以在大型車輛上使用;同時(shí)電子部件較多，系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性都不如機(jī)械式部件，路感信息匱乏，實(shí)際駕駛中的操控樂趣大大減少;制造成本較高等。轉(zhuǎn)矩傳感器電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成動(dòng)力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)動(dòng)力轉(zhuǎn)向模塊ECU車速傳感器減速機(jī)構(gòu)電磁離合器４、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展趨勢(１)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪進(jìn)行轉(zhuǎn)向的力由人和電動(dòng)機(jī)助力兩部分組成，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將是全助力的電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，即驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向的力完全由電動(dòng)機(jī)提供。目前，國內(nèi)外研究最多的線控轉(zhuǎn)向(SteerbyWire)就是一種全助力轉(zhuǎn)向技術(shù)。(２)控制策略。今后控制信號(hào)將不再僅僅依靠車速與扭矩信號(hào)，而是根據(jù)轉(zhuǎn)向角、橫擺速度、側(cè)向加速度等多種信號(hào)進(jìn)行與汽車實(shí)際特性相吻合的綜合集成控制。二、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理當(dāng)駕駛員操作方向盤時(shí)，連接方向盤的扭桿產(chǎn)生形變，其形變角度與施加到方向盤的轉(zhuǎn)矩成正比，轉(zhuǎn)矩傳感器將扭桿形變的角度轉(zhuǎn)化成線性的電壓輸出信號(hào)T，此信號(hào)與車速信號(hào)V、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)W、點(diǎn)火信號(hào)G送入到控制器ECU進(jìn)行綜合、分析、判斷和運(yùn)算后輸出電流信號(hào)控制助力電動(dòng)機(jī)。助力電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩，該助力轉(zhuǎn)矩施加到轉(zhuǎn)向軸上，從而輔助駕駛員完成轉(zhuǎn)向操作，如圖12-5所示。由于使用電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠依靠電動(dòng)機(jī)非常精確地控制車輛的轉(zhuǎn)向角度，因此可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車的功能和車道保持系統(tǒng)自動(dòng)糾正方向的功能。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向助力原理如圖12-6所示。三、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(１)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的油泵，在汽車不轉(zhuǎn)向時(shí)也工作，加大了能量消耗。(２)減小了由于路面不平對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的干擾，減輕了汽車低速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力，提高了汽車高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，改善了汽車的轉(zhuǎn)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(dòng)助力機(jī)直接提供轉(zhuǎn)向助力，既節(jié)省能量又保護(hù)環(huán)境。另外，還具有調(diào)整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉(zhuǎn)向助力的特點(diǎn)。(５)最大特點(diǎn)就是能實(shí)現(xiàn)“精確轉(zhuǎn)向”，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)定性。四、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)常見故障的診斷１、轉(zhuǎn)向困難(１)故障現(xiàn)象。汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，發(fā)生轉(zhuǎn)向沉重、不靈敏等轉(zhuǎn)向困難現(xiàn)象。(２)故障原因。①前輪胎充氣不當(dāng)、磨損不均勻。②前輪定位錯(cuò)誤。③前懸架下球節(jié)磨損、松曠等。④轉(zhuǎn)向機(jī)總成發(fā)生故障。⑤力矩傳感器(內(nèi)置于轉(zhuǎn)向柱)發(fā)生故障。⑥動(dòng)力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。⑦蓄電池和電源系統(tǒng)發(fā)生故障。⑧動(dòng)力轉(zhuǎn)向ECU電源電壓異常和繼電器發(fā)生故障。⑨動(dòng)力轉(zhuǎn)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(fù)，則進(jìn)行更換。③檢查前輪定位參數(shù)是否正確，如不正常，則調(diào)整前輪定位參數(shù)。④檢查轉(zhuǎn)向機(jī)總成，若不正常，則進(jìn)行修復(fù)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(jìn)行修復(fù)或更換。⑥檢查動(dòng)力轉(zhuǎn)向ECU是否正常，若不正常，則進(jìn)行修復(fù)或更換。⑦檢查力矩傳感器和動(dòng)力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)是否正常。２、左右轉(zhuǎn)向力矩不同或轉(zhuǎn)向力矩不均(１)故障現(xiàn)象。汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，在向左和向右操縱時(shí)，沉重感明顯不同。(２)故障原因。①前輪胎充氣不當(dāng)，磨損不均勻。②前輪定位錯(cuò)誤。③前懸架下球節(jié)磨損、松曠等。④轉(zhuǎn)向機(jī)總成發(fā)生故障。⑤轉(zhuǎn)向中心點(diǎn)(零點(diǎn))記錄錯(cuò)誤。⑥力矩傳感器(內(nèi)置于轉(zhuǎn)向柱)發(fā)生故障。⑦轉(zhuǎn)向柱總成發(fā)生故障。⑧動(dòng)力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。⑨動(dòng)力轉(zhuǎn)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(fù)，則進(jìn)行更換。③檢查前輪定位參數(shù)是否正常，如不正常，則調(diào)整前輪定位參數(shù)。④檢查轉(zhuǎn)向機(jī)總成，若不正常，則進(jìn)行修復(fù)或更換。⑤檢查轉(zhuǎn)向中心點(diǎn)(零點(diǎn))記錄是否錯(cuò)誤，若記錄錯(cuò)誤，則重新進(jìn)行校正。⑥檢查動(dòng)力轉(zhuǎn)向ECU是否正常，若不正常，則進(jìn)行修復(fù)或更換。⑦檢查力矩傳感器和動(dòng)力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)是否正常，若不正常，則進(jìn)行修復(fù)或更換。３、行駛時(shí)轉(zhuǎn)向力矩不隨車速改變或轉(zhuǎn)向盤不能正確回正(１)故障現(xiàn)象。汽車在行駛時(shí)，車速改變但轉(zhuǎn)向力矩不能同步變化，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dòng)力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。⑥動(dòng)力轉(zhuǎn)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(fù)，則進(jìn)行更換。②檢查轉(zhuǎn)速傳感器是否正常，若不正常，則進(jìn)行修復(fù)或更換。③檢查防滑控制ECU是否正常，若不正常，則進(jìn)行修復(fù)或更換。④檢查動(dòng)力轉(zhuǎn)向ECU是否正常，若不正常，則進(jìn)行修復(fù)或更換。⑤檢查力矩傳感器和動(dòng)力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)是否正常，若不正常，則進(jìn)行修復(fù)或更換。⑥檢查CAN通信系統(tǒng)是否正常，若不正常，則進(jìn)行修復(fù)或更換。４、動(dòng)力轉(zhuǎn)向工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)出現(xiàn)敲擊(或搖動(dòng))聲(１)故障現(xiàn)象。汽車行駛轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向盤出現(xiàn)敲擊(或搖動(dòng))聲。(２)故障原因。①前懸架下球節(jié)磨損、松曠等。②轉(zhuǎn)向中間軸磨損、松曠等。③動(dòng)力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。