第二章 电控动力转向系统(EPS)

2024/2/24制作：庞惠文

2024/2/24制作：庞惠文第二章电控动力转向系统第一节概述第二节电控液压式动力转向系统第三节电控电动式动力转向系统2024/2/24制作：庞惠文第一节概述一、对转向系统的要求二、动力转向系统的种类三、传统动力转向系统的结构与工作原理2024/2/24制作：庞惠文一、对转向系统的要求1．优越的操纵性2．合适的转向力3．平顺的回转性能4．要有随动作用5．减小从道路表面传来的冲击6．工作可靠2024/2/24制作：庞惠文二、种类

机械转向系统1、按转向的能源不同

动力转向系统

传统动力转向系统2、按控制方式不同

电子控制转向系统2024/2/24制作：庞惠文

机械液压助力是我们最常见的一种助力方式，它诞生于1902年，由英国人FrederickW.Lanchester发明。三、机械式助力转向系统（简介）2024/2/24制作：庞惠文机械式液压助力转向系统2024/2/24制作：庞惠文机械式液压动力转向系统1、组成：由液压泵、油管、压力流量控制阀体、v型传动皮带、储油罐等部件构成。

2、特点：无论车是否转向，这套系统都要工作，而且在大转向车速较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力。

一般经济型轿车使用机械液压助力系统的比较多。2024/2/24制作：庞惠文1）常压式液压助力系统的特点是无论方向盘处于正中位置还是转向位置、方向盘保持静止还是在转动，系统管路中的油液总是保持高压状态；2）常流式液压转向助力系统的转向油泵虽然始终工作，但液压助力系统不工作时，油泵处于空转状态，管路的负荷要比常压式小。现在大多数液压转向助力系统都采用常流式。3、工作原理2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文第二节电控液压式动力转向系统1.主要构件：储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器

、（流量调节阀）等，其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构（大众POLO）2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文2.工作原理：ECU根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出最理想的助力状态参数。低速大转向时，ECU驱动电子液压泵以高速运转，使驾驶员打方向省力；高速行驶时，ECU驱动电子液压泵以低速运转，油压低助力作用弱，节省一部分发动机功率。应用车型：大众POLO2024/2/24制作：庞惠文3、主要部件的工作原理1）流量调节电磁阀

1）安装：流量调节电磁阀安装在液压助力系统的供油管与回油管之间。2024/2/24制作：庞惠文2）原理ECU根据车速信号大小控制流经电磁阀的电流大小（索纳塔轿车0～1A），以改变电磁阀的开度，从而改变旁路回油量，调节助力油压大小。车速低时，电流大，电磁阀开度小，旁通回油少，助力油压大。反之，助力油压小。

2024/2/24制作：庞惠文2.转矩传感器——磁感应式2024/2/24制作：庞惠文扭转杆扭转后使两个分相器单元产生一个相对角度转向主轴(输入轴)小齿轮轴(输出轴)分相器单元2

(转子部分)分相器单元1(转子部分)2024/2/24制作：庞惠文当实施转向时，施加在转向盘上的转矩经传感器输入轴、扭杆、输出轴传至转向小齿轮。传感器上层转子与下层转子间由于扭杆变形而产生相对角位移，且角位移的大小与转向力矩成正比。安装在定子内的电磁线圈将角位移转换成电信号传送至动力转向ECU。2024/2/24制作：庞惠文第三节电控电动式动力转向系统2024/2/24制作：庞惠文

1、英文全称是ElectronicPowerSteering，简称EPS，它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。2、组成：由转矩(转向)传感器、车速传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及蓄电池构成。3、类型：根据电机布置不同，分为转向轴助力式、齿轮助力式及齿条助力式三种。

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三种EPS系统结构类型2024/2/24制作：庞惠文1）转向轴助力式

转向轴助力式电动转向系统的电动机固定在转向轴一侧，由离合器与转向轴相连，直接驱动转向轴进行动力转向。2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文2、齿轮助力式2024/2/24制作：庞惠文转向助力机构安装在转向器齿轮处。与转向轴助力式相比，可以提供较大的转向力，适用于中型车。这种助力形式的助力控制特性方面比较复杂。2024/2/24制作：庞惠文3、齿条助力式转向助力机构安装在转向齿条处。电动机通过减速传动机构直接驱动转向齿条。与转向器小齿轮助力式相比，可以提供更大的转向力，适用于大型车。

2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文电动助力转向系统(EPS)2024/2/24制作：庞惠文4、工作原理图4．12024/2/24制作：庞惠文扭矩、转角传感器车速传感器电动机转向助力控制单元2024/2/24制作：庞惠文工作原理2024/2/24制作：庞惠文工作原理汽车转向时，ECU根据转角传感器、转力矩传感器和车速传感器等信号，分析计算出转动方向和力矩，通过数据总线向转向助力电动机发出动作指令，从而控制电动机输出转矩大小，实现可变转向助力功能。低速:助力转矩大，转向盘轻便；高速:助力转矩小，转向盘沉重；不转向:助力系统不工作。2024/2/24制作：庞惠文5、主要部件原理2024/2/24制作：庞惠文1）转向盘转角传感器——光电式

2024/2/24制作：庞惠文2）电动机

根据ECU的指令输出适当的辅助扭矩。一般电流最大为30A，电压为DC12V，额定转矩为10N·m左右。2024/2/24制作：庞惠文电动机(无电刷)线圈定子带磁体转子转角传感器检测凸台齿条轴转角传感器2024/2/24制作：庞惠文EPS电机正反转控制电路当a2端得到输入信号时，晶体管VT4导通，VT1得到基极电流而导通。电动机有反向电流流过反转。控制触发信号端电流的大小，就可以控制电动机通过电流的大小。a1和a2端为触发信号端，从微机系统的D/A转换器得到的直流信号输入到a1和a2端，用以触发电动机产生正反转。当a1端得到输入信号时，晶体管VT3导通，VT2得到基极电流而导通。电动机有电流流过正转。2024/2/24制作：庞惠文3）减速机构助力电动机转速高，转矩小，必须经由减速机构减增转矩后驱动转向器采用的减速机构有蜗杆蜗轮传动、螺杆螺母传动、行星齿轮减速、滚珠式齿轮减速机构等2024/2/24制作：庞惠文4）转角传感器转角传感器的作用是检测电动机的旋转角度。2024/2/24制作：庞惠文5）电磁离合器电控动力转向系的工作一般都有一定的范围，如果超过规定车速（如45km/h），就不需要电动机辅助动力转向，此时电动机停止工作，且离合器分离，不再起传递动力的作用。在不加动力的情况下，离合器可以消除电动机惯性的影响。同时，在系统发生故障时，因离合器分离，可以恢复手动控制转向。2024/2/24制作：庞惠文电磁离合器的工作原理：电动机带动主动轮旋转，当线圈通电时，离合器接合，主动轮与压板结合，通过压板内的花键带动从动轴旋转，此时电动机具有助力作用；反之，离合器分离，助力作用被切断。滑环线圈压板花键从动轴主动轮滚珠轴承主动轴2024/2/24制作：庞惠文1）节能环保：传统液压系统使发动机燃油消耗量增加了3％～5％，而EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，可独立于发动机工作，EPS几乎不直接消耗发动机燃油。EPS不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题，EPS通过电子控制，对环境几乎没有污染，更降低了油耗。6、技术优势2024/2/24制作：庞惠文2）安装方便：

EPS的主要部件可以配集成在一起，易于布置，与液压动力转向系统相比减少了许多元件，没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等，元件数目少，装配方便。3）效率高：液压动力转向系统效率一般在60%～70%，而EPS的效率较高，可高达90％以上。2024/2/24制作：庞惠文

4）路感好：

EPS系统的滞后特性可以通过EPS控制器的软件加以补偿，使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。

5）回正性好：

EPS系统结构简单，不仅操作简便，还可以通过调整EPS控制器的软件，得到最佳的回正性，从而改善汽车操纵的稳定性和舒适性。2024/2/24制作：庞惠文7、电控电动式转向系统的检修以丰田卡罗拉轿车为例（故障自诊断）2024/2/24制作：庞惠文故障码表2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文2024/2/24制作：庞惠文第四节转向助力系统维修活动一：排除液压系统空气1.将车辆前部用千斤顶或举升器顶起，并用支架牢靠固定。2.转动转向盘，从左极限位置转到右极限位置，来回转动3~5次。3.起动发动机，使之怠速运转，并重复步骤2。4.检查油位，视需要添加。2024/2/24制作：庞惠文活动二：更换液压油1.用千斤顶或举升器将车辆前部顶起，并稳固支撑。2.卸下储