ch11 电控动力转向与四轮转向系统

电控动力转向与四轮转向系统本章主要内容：

动力转向系统概述

传统液压动力转向系统简介

电控动力转向系统的结构与工作原理

四轮转向控制系统

典型车型电控动力转向系统及检修

小结动力转向系统概述传统的动力转向系统所设定的固定放大倍率具有以下缺点：如果所设计的固定放大倍率的动力转向系统是为了减小汽车在停车或低速行驶状态下转动转向盘的力，则当汽车以高速行驶时，这一固定放大倍率的动力转向系统会使转动转向盘的力显得太小，不利于对高速行驶的汽车进行方向控制；反之，如果所设计的固定放大倍率的动力转向系统是为了增加汽车在高速行驶时的转向力，则当汽车停驶或低速行驶时，转动转向盘就会显得非常吃力。电子控制动力转向系统在低速行驶时可使转向轻便、灵活；当汽车在中高速区域转向时，又能保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感，从而提高了高速行驶的操纵稳定性。电子控制动力转向系统根据车速、转向情况等对转向助力实施控制，使动力转向系统在不同的行驶条件下都有最佳的放大倍率；在低速时有较大的放大倍率，可以减轻转向操纵力，使转向轻便、灵活；在高速时则适当减小放大倍率，以稳定转向手感，提高高速行驶的操纵稳定性。电子控制动力转向系统根据转向动力源不同可分为液压式电子控制动力转向系统(ElectroHydraulicPowerSteering，简称为EHPS)和电动式电子控制动力转向系统(ElectricalPowerSteering，简称EPS)。液压式电子控制动力转向系统EHPS是在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等形成的。电动式电子控制动力转向系统EPS是在传统的机械式转向系统的基础上，利用直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机转矩的大小和转动方向。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后，加在汽车的转向器构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。传统液压动力转向系统简介传统液压动力转向系统的组成1－储油箱2－转向油泵3－安全阀4－溢流阀5－单向阀6－转向控制阀7－机械转向器8－转向动力缸9－转向臂整体式液压动力转向系统按照转向控制阀的形式不同又可分为转阀式、瓣阀式和滑阀式等几种结构形式。整体转阀式液压动力转向系统1－转向动力缸2－转向螺杆轴3－扭杆弹簧4－控制阀阀体5－控制阀总成6－转阀阀杆7－动力缸活塞(兼转向螺母)8－转向摇臂轴P－高压入油口R－回油出口整体转阀式液压动力转向系统：直线行驶时1－转向油泵2－转阀阀杆3－阀体4－转向动力缸和转向齿轮5－储油箱整体转阀式液压动力转向系统：右转弯行驶时1－转向油泵2－转阀阀杆3－阀体4－转向动力缸和转向齿轮5－储油箱整体瓣阀式液压动力转向系统1－动力活塞2－油缸3－第一止回阀4－第二止回阀5－扭力杆6－扇形齿轮轴7－螺杆整体瓣阀式液压动力转向系统：直线行驶时整体滑阀式液压动力转向系统1－动力缸活塞2－转向蜗杆轴3－转向器壳4－转向摇臂轴5－储油箱6－转向油泵7－滑阀柱塞电控动力转向系统的结构与工作原理液压式电控动力转向系统根据其控制方式的不同，又可分为流量控制式EHPS、反作用力控制式EHPS和阀灵敏度控制式EHPS三种形式动力转向油泵电磁阀动力转向控制阀ECU车速传感器流量控制式EHPS反作用力控制式EHPS系统1－转向盘2－扭杆3－蓄油器4－通道5－销子6－控制阀轴7－旋转阀8－小齿轮轴9－左室10－右室11－动力缸12－活塞13－齿条14－小齿轮15－转向器16－柱塞17－油压反力室18－电磁阀19－液压泵20－分流阀21－阻尼孔阀灵敏度控制式EHPS系统1－发动机2－前轮3－转向油泵4－转向动力缸5－储油箱6－电磁阀7－EPSECU8－转速传感器9－车灯开关10、11－挡位开关12－蓄电池13－外体14－内体电动式电控动力转向系统电动式电控动力转向系统EPS是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的电动助力式转向系统。该系统仅需要控制电动机电流的方向和幅值，不需要复杂的控制机构。另外，该系统由于利用微机控制，因此为转向特性的设置提供了较高的自由度，同时还降低了成本和重量。EPS系统主要特点如下：电动机、减速机、转向柱和转向齿轮箱可以制成一个整体，管道、液压泵等不需单独占据空间，易于装车。增加了电动机和减速机，而取消了液压管道等部件，使整个系统趋于小型轻量化。液压泵仅在必要时用来使电动机运转，故可以节能。因为零件的数目少，不需要加油和抽空气，所以在生产线上的装配性好。由此，从发展的角度看，电动式动力转向系统将成为标准件装备在汽车上。EPS系统的组成1－转向盘2－转向轴3－ECU4－电动机5－电磁离合器6－转向齿条7－横拉杆8－转向轮9－输出轴10－扭力杆11－转矩传感器12－转向齿轮转向盘转矩传感器电动机正反转控制电路电磁离合器原理滑环线圈压板花键从动轴主动轮球轴承四轮转向控制系统采用四轮转向系统的目的是：在汽车低速行驶时，依靠逆向转向(前、后车轮的转角方向相反)，获得较小的转向半径，改善汽车的操纵性；在汽车中、高速行驶时，依靠同向转向(前、后车轮的转角方向相同)，减小汽车的横摆运动，使汽车可以利用高速变换行进路线，提高转向时的操纵稳定性。四轮转向系统也称为4WS系统。根据控制方式的不同，4WS系统可分为转向角比例控制式4WS系统与横摆角速度比例控制式4WS系统。转向角比例控制式4WS系统1－车速传感器2－前转向横拉杆3－输出小齿轮4－转向盘5－连接轴6－转角比传感器7－扇形齿轮8－输入小齿轮9－从动杆10－后转向横拉杆11－转向枢轴12－辅助电动机13－4WS转换器14－主电动机偏置轴与转向枢轴构造及原理1－从动杆回转中心2－偏置轴运动轨迹3－偏置轴4－连接座5－扇形齿轮6－转向枢轴7－从动杆8－转向枢轴左右回转中心9－外套10－内套1－转向枢轴2－从动杆3－扇形齿轮4－偏置轴4WS转换器1－偏置轴2－辅助电动机3－4WS转换器4－主电动机5－4WS转换器输出轴6－从动杆7－蜗轮－蜗杆传动8－转角比传感器横摆角速度比例控制式4WS系统a－液压泵b－分流器c－前动力转向器d－后转向助力器e－带轮传动组件f－转角传动拉索g－前带轮h－后带轮1－RH.ABS轮速传感器2－LR.ABS轮速传感器3－车速传感器4－挡位开关5－油面高度传感器6－转角传感器7－横摆角速度传感器8－电动机转角传感器9－转向控制电动机10－ABS与TEMSECU11－4WSECU前轮转向机构1－转向盘2－齿轮-齿条副3－转向齿轮液压油缸4－齿条端部5－控制齿条6－前带轮7－转角传动拉索8－弹簧9－带轮传动组件后轮转向机构1－后带轮2－凸轮推杆3－衬套4－滑阀５－主动齿轮6－脉冲电动机7－从动齿轮8－阀控制杆9－液压缸右室10、12－功率活塞11－液压缸轴13－液压缸左室14－弹簧15－阀套筒16－控制凸轮大转角控制原理1－前带轮2－滑阀3－支点A4－阀控制杆5－液压缸轴6－功率活塞7－阀套筒8－控制凸轮小转角控制原理1－阀套筒2－滑阀3－支点A4－从动齿轮5－阀控制杆典型车型电控动力转向系统及检修凌志电控动力转向系统及检修

凌志轿车采用流量控制式EHPS系统，其结构与工作原理同前。流量控制式EHPS系统常见故障有：低速或发动机怠速时转向沉重，高速行驶时转向过度灵敏。在检查电子控制系统之前，应先察看胎压、悬架和转向杆件及球形接头的润滑情况。检查前轮定位、动力转向泵油压是否正常。各导线插接器是否连接牢靠，转向柱是否弯曲等。三菱电控动力转向系统及检修三菱轿车电动式EPS电子控制系统小结电子控