汽车底盘课件 课题12 电动助力转向系统的构造与维修

课题12

电动助力转向系统的构造与维修熟悉电动助力转向系统的组成及工作原理。掌握电动助力转向系统的维修注意事项。学习目标一、电动助力转向系统概述１、电动助力转向系统(EPS)类型(１)齿轮助力式电动助力转向系统如图12-1所示。①结构布置:助力转向电动机设置在转向器的齿轮轴上。②安装优势:助力转向电动机位于车厢外，可在保持静噪性的前提下获得更大的辅助力。③特点:与变比率式转向器组合使用，可实现助力转向电动机的小型化，提供操纵特性优异的转向系统。(２)齿条助力式电动助力转向系统如图12-2所示。(３)转向柱助力式电动助力转向系统如图12-3所示。①结构布置:助力转向电动机、控制器以及转矩传感器设置在转向柱上。②安装优势:系统结构紧凑，安装到车辆上时极为简便。③特点:除了固定式转向柱外，还适用于倾斜式等所有类型的转向柱。２、电动助力转向系统的特点优点:系统结构精简，质量小，占用空间少;节省油耗。电子系统反应灵敏，动作直接、迅速。使用电动执行机构在不同的驾驶条件下为驾驶员提供合适的助力。缺点:由于电动机直接驱动转向机构，只能提供有限的辅助力度，难以在大型车辆上使用;同时电子部件较多，系统稳定性、可靠性都不如机械式部件，路感信息匮乏，实际驾驶中的操控乐趣大大减少;制造成本较高等。转矩传感器电动助力转向系统组成动力转向电动机动力转向模块ECU车速传感器减速机构电磁离合器４、电动助力转向系统发展趋势(１)结构。现有的电动助力转向系统中，驱动转向轮进行转向的力由人和电动机助力两部分组成，随着技术的不断进步，未来的电动助力转向系统将是全助力的电动转向系统，即驱动转向轮转向的力完全由电动机提供。目前，国内外研究最多的线控转向(SteerbyWire)就是一种全助力转向技术。(２)控制策略。今后控制信号将不再仅仅依靠车速与扭矩信号，而是根据转向角、横摆速度、侧向加速度等多种信号进行与汽车实际特性相吻合的综合集成控制。二、电动助力转向系统工作原理当驾驶员操作方向盘时，连接方向盘的扭杆产生形变，其形变角度与施加到方向盘的转矩成正比，转矩传感器将扭杆形变的角度转化成线性的电压输出信号T，此信号与车速信号V、发动机转速信号W、点火信号G送入到控制器ECU进行综合、分析、判断和运算后输出电流信号控制助力电动机。助力电动机通过传动机构产生助力转矩，该助力转矩施加到转向轴上，从而辅助驾驶员完成转向操作，如图12-5所示。由于使用电动助力转向系统能够依靠电动机非常精确地控制车辆的转向角度，因此可以实现自动泊车的功能和车道保持系统自动纠正方向的功能。电动助力转向系统转向助力原理如图12-6所示。三、电动助力转向系统的优点(１)液压助力转向系统的油泵，在汽车不转向时也工作，加大了能量消耗。(２)减小了由于路面不平对转向系统的干扰，减轻了汽车低速行驶时的转向操纵力，提高了汽车高速行驶时的转向稳定性，改善了汽车的转向性能。(３)由于不需要加注液压油和安装液压油管，因此系统的安装简便，自由度大，成本低，无漏油故障。(４)由电动助力机直接提供转向助力，既节省能量又保护环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。(５)最大特点就是能实现“精确转向”，不但可以减轻低速行驶时的转向操纵力，而且可大大提高高速行驶时的操纵稳定性。四、电动助力转向系统常见故障的诊断１、转向困难(１)故障现象。汽车在转向时，发生转向沉重、不灵敏等转向困难现象。(２)故障原因。①前轮胎充气不当、磨损不均匀。②前轮定位错误。③前悬架下球节磨损、松旷等。④转向机总成发生故障。⑤力矩传感器(内置于转向柱)发生故障。⑥动力转向电动机发生故障。⑦蓄电池和电源系统发生故障。⑧动力转向ECU电源电压异常和继电器发生故障。⑨动力转向ECU发生故障。(３)诊断与排除。①检查前轮气压是否正常，胎面磨损是否均匀。②检查前悬架下球节是否磨损、松旷，如不能修复，则进行更换。③检查前轮定位参数是否正确，如不正常，则调整前轮定位参数。④检查转向机总成，若不正常，则进行修复或更换。⑤检查蓄电池和电源系统是否正常，若不正常，则进行修复或更换。⑥检查动力转向ECU是否正常，若不正常，则进行修复或更换。⑦检查力矩传感器和动力转向电动机是否正常。２、左右转向力矩不同或转向力矩不均(１)故障现象。汽车在转向时，在向左和向右操纵时，沉重感明显不同。(２)故障原因。①前轮胎充气不当，磨损不均匀。②前轮定位错误。③前悬架下球节磨损、松旷等。④转向机总成发生故障。⑤转向中心点(零点)记录错误。⑥力矩传感器(内置于转向柱)发生故障。⑦转向柱总成发生故障。⑧动力转向电动机发生故障。⑨动力转向ECU发生故障。(３)诊断与排除。①检查前轮气压是否正常，胎面磨损是否均匀。②检查前悬架下球节是否磨损、松旷，如不能修复，则进行更换。③检查前轮定位参数是否正常，如不正常，则调整前轮定位参数。④检查转向机总成，若不正常，则进行修复或更换。⑤检查转向中心点(零点)记录是否错误，若记录错误，则重新进行校正。⑥检查动力转向ECU是否正常，若不正常，则进行修复或更换。⑦检查力矩传感器和动力转向电动机是否正常，若不正常，则进行修复或更换。３、行驶时转向力矩不随车速改变或转向盘不能正确回正(１)故障现象。汽车在行驶时，车速改变但转向力矩不能同步变化，转向盘不能正确回正。(２)故障原因。①前悬架下球节磨损、松旷等。②转速传感器发生故障。③防滑控制ECU发生故障。④力矩传感器发生故障。⑤动力转向电动机发生故障。⑥动力转向ECU发生故障。⑦CAN通信系统发生故障。(３)诊断与排除。①检查前悬架是否磨损、松旷，如不能修复，则进行更换。②检查转速传感器是否正常，若不正常，则进行修复或更换。③检查防滑控制ECU是否正常，若不正常，则进行修复或更换。④检查动力转向ECU是否正常，若不正常，则进行修复或更换。⑤检查力矩传感器和动力转向电动机是否正常，若不正常，则进行修复或更换。⑥检查CAN通信系统是否正常，若不正常，则进行修复或更换。４、动力转向工作时转动转向盘时出现敲击(或摇动)声(１)故障现象。汽车行驶转向时，转向盘出现敲击(或摇动)声。(２)故障原因。①前悬架下球节磨损、松旷等。②转向中间轴磨损、松旷等。③动力转向电动机发生故障。