任务EPS系统认知任务君达牌汽车转向系统的检修任务奇

模块四汽车电子转向EPS控制电路检修

任务1EPS系统认知

任务2

君达牌汽车转向系统的检修任务3奇瑞A3车电动助力转向系统检修

任务1EPS系统认知任务目标理解电动助力转向系统的组成，结构特点与工作原理。掌握电子转向系统的故障诊断基本方法。学会检测电动助力转向系统的常见故障。下一页返回

任务1EPS系统认知一、EPS的组成EPS由机械转向器、驱动电机、减速机构、方向盘扭矩传感器、车速传感器及电控单元(包括控制单元和驱动单元)等组成，如图4-1。图4-1汽车EPS的组成1一转向盘;2一输入轴;3一ECU;4一电动机;5一电磁离合器6一转向齿条;7一横拉杆;8一转向轮;9一输出轴;10一扭力杆11一扭矩传感器;12一转向齿轮

任务1EPS系统认知二、EPS的工作原理汽车在转向时，转矩传感器会检测到驾驶员施加在转向盘上的力矩和转动的方向，这些信号通过数据总线发给电子控制单元，电子控制单元根据转向盘的转动力矩、拟转动的方向以及车辆速度等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，从而电动机就会根据具体的需要，输出相应大小的转向助力矩来产生助力。当不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出信号指令，系统处于休眠状态等待调用。同时，电子控制单元根据车辆速度信号，通过控制助力电机的输出扭矩来实现转向助力，减少驾车者在低速行驶时方向盘“沉”和高速行驶时方向盘“飘”的感觉。当操纵转向盘时，装在转向柱上的转矩传感器不断测出转向柱上的转矩，并由此产生一个电压信号，该信号与车速信号同时输入电子控制单元，由电子控制单元中的微机根据这些输入信号进行运算处理，确定助力转矩的大小与方向，即选定电动机的电流/电压和方向，调整转向的辅助助力。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，施加在汽车的转向机构上，使之得到一个与汽车转向状态相适应的转向作用力。下一页返回

任务1EPS系统认知三、扭矩传感器扭矩传感器的功能是测量驾驶员作用在方向盘上的力矩大小和方向，以及方向盘转角的大小和方向。为了实现上述目的该装置使用一个电位计，这种电位计输出两个彼此独立的系统扭矩信号，即主信号和副信号，控制器同时监控两个信号，并用副信号来检查主信号是否正确。目前在实际中用得较多的是在转向轴位置加一拉杆，通过拉杆检测输入轴和输出轴的相对扭转位移得到扭矩。扭杆式电位计传感器其结构如图4-2所示。下一页返回图4-2扭杆式扭矩传感器结构图1一齿轮;2一差分变速器;3一接口电路;4一转矩输入轴;5一扭力杆;6一传动齿轮;7一直流发电机;8一凸块;9一滑套;10一变压器绕组

任务1EPS系统认知另外也有采用体积小、精度高的非接触式扭矩传感器。其原理是:当输入轴与输出轴之间发生相对扭转位移时，磁极环之间的空气间隙发生变化，从而引起电磁感应系数变化，其结构如图4-3所示。下一页返回图4-3非接触式扭矩传感器1一检测环;2一检测线圈;3一输入轴;4一输出轴

任务1EPS系统认知四、助力电机作为EPS的助力源，电动机的功能是根据电子控制单元的指令输出适宜的辅助扭矩。我们选用无刷永磁直流电动机。其最大电流为30A左右，额定电压为12V，额定转矩为10NM左右。这种电动机具有运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点。助力电动机的功用是根据控制器的指令产生相应的转矩输出。助力电动机对EPS系统性能的影响很大，是EPS的关键部件之一。转向助力用直流电动机需要正反转控制，其正反转控制原理，如图4-4所示。下一页返回图4-4助力电机正反转控制原理图

任务1EPS系统认知五、电磁离合器如图4-5，为单片干式电磁离合器的工作原理图:当电磁离合器控制电流通过滑环进入电磁离合器线圈时，主动轮产生电磁吸力，带花键的压板被吸引，并与主动轮压紧，于是电动机的助力经过输出轴、主动轮、压板、花键和从动轴传递给执行机构。

EPS中的电磁离合器主要是起到安全保护的作用，当EPS发生故障、助力电机工作电流过大等情况下，电磁离合器会及时切断，汽车仍可以以传统的机械转向装置进行工作，从而保障整个系统和行车的安全。下一页返回图4-5电磁离合器工作原理1一滑环;2一线圈;3一压板;4一花键;5一从动轴6一主动轮;7一滚珠轴承

任务1EPS系统认知六、减速机构

EPS的助力减速机构与电动机相连，是放大电动机的输出扭矩，将其传递至转向柱上的重要组成部分，在系统中占有重要位置。图4-7所示即为日本铃木公司奥拓汽车助力转向用转矩传感器与减速机构的安装实例。图中的3、9、10为减速机构。下一页返回图4-7蜗轮蜗杆式减速机构1一转矩传感器;2一控制臂;3一输入轴;4一扭杆;5一滑块;6一球槽;7一滑环;8一钢珠;9一蜗轮;10一蜗杆;11一电磁离合器;12一电动机

任务1EPS系统认知七、车速传感器车速传感器常采用电磁感应式。当汽车行驶时，固定在变速箱内侧的齿轮盘转动，与固定在变速箱壳体上的车速传感器产生相对移动，车速传感器获得连续的正弦信号，信号频率与车速成正比。八、电子控制单元电子控制单元ECU作为关键部件，主要有微处理器、与传感器输入信号相匹配的接口电路、微处理器内置的模数转换器(A/D)、PWM、监测微处理器工作的监测电路，无刷直流电动机的驱动电路和MOSFET组成的放大驱动电路等部分组成。其基本工作原理如下:转向时，控制单元根据检测到传感器的信号以及电机的电流/电压信号，判断汽车的转向状态(转向或“转向回正”)，向驱动单元发出控制指令，通过电机驱动芯片使MOSFET按一定的占空比导通，使电机按方向盘转动的速度和方向产生所需的助力转矩，协助驾驶员进行转向操纵。下一页返回

任务2

君达牌汽车转向系统的检修君达牌汽车的动力转向系统由三大部分组成,如表4-1所列,其构成如图4-8所示。汽车转向系统的功能在于:汽车按驾驶员的要求,适时改变行驶方向,保证汽车安全稳定地行驶在各种路段上。汽车转向是通过前轮在路面上偏转一定的角度来实现的。而这种偏转,则是通过转向系统内各部件协调配合完成的。下一页返回组成部分零部分件举例转向操纵部分方向盘、转向操纵轴、转向管套、中间传动轴动力转向部分转阀式动力转向器、转向油泵、贮液罐、油管转向传动部分转向摇臂、左或右摇臂支承总成、转向横拉杆总成、转向节臂任务2

君达牌汽车转向系统的检修君达汽车转向系统的传动过程是:方向盘→转向管柱(轴)→双向万向节中间传动轴→转阀循环球式动力转向器(液压助力)→转向摇臂→转向横拉杆→转向拉杆→转向节臂→转向节→前轮。下一页返回图4-8君达牌汽车转向系统组成1.方向盘2.转向管柱3.转向操纵轴4.双万向节中间传动轴5.ZDZ6转阀式动力转向器6.转向摇臂7.左或右摇臂支承总成8转向横拉杆9.左右转向拉杆一、转向操纵部分1.结构概述转向操纵部分主要包括方向盘(380㎜)、转向管柱和轴、双万向节的中间传动轴等。它的主要功能是将驾驶员给予方向盘左或右的旋转运动,通过转向管柱(轴)组合件,传递给双向万向节的中间轴,再输送给转阀循环球式动力转向机,图4-9是转向橾纵部分构成图。下一页返回任务2

君达牌汽车转向系统的检修图4-9转向操纵机构1.罩盖2.方向盘固定螺母3.方向盘4.转向操纵罩壳5.组合开关6.开口环7.垫圈8.点火开关9.转向管柱(轴)组合件10方向盘角度调整手柄11.固定螺栓12.喇叭按钮二、动力转向部分君达汽车的动力转向机构,是在普通扇形齿轮轴和蜗杆螺母组件的循环球式转向器基础上,增加了液压装置而成的。液压装置主要由位于转向器上部的旋转阀、受发动机驱动的转向油泵、装于前围板上的贮液器和高低压油管等组成。其构成如图4-16所示。下一页返回

任务2

君达牌汽车转向系统的检修三、转向传动部分君达汽车的转向传动机构,如图4-42所示。转向传动机构由转向横拉杆和左右转向拉杆组合而成。下一页返回图4-42转向传动机构1.转向横拉杆2.球头销3.球头销4.左转向拉杆5.右转向拉杆6.转向摇臂7.摇臂支承总成8.转向摇臂9.固定大螺母

任务2

君达牌汽车转向系统的检修一、奇瑞车电动助力转向系统的组成和工作原理1.奇瑞车电动助力转向的组成如图4-47所示,奇瑞车电动助力转向系统由机械转向器、电动机、离合器、控制装置、转矩传感器和车速传感器组成。下一页返回

任务3奇瑞A3车电动助力转向系统检修图4-47电动助力转向系统的组成2.奇瑞车电动助力转向系统工作原理电动助力转向系统工作原理如图4-48所示,在操纵转向盘时,转矩通过输入轴被传递到扭力杆,扭力杆为弹性轴,相对输出轴产生角位移,输入轴和输出轴之间产生角位移差,通过转矩传感器将其转换为电压信号并传送到控制器。控制器根据车速信号和转矩信号的大小,计算出理想的目标助力力矩,转化为电流指令电流大小和方向给电动机,从而控制电动机传给输出轴的转矩大小,实现在不同转矩和不同车速下的适当的转向助力,获得最佳转向特性,协助驾驶人进行转向操纵,减轻对转向盘的操作力。下一页返回1一输出轴；2一减速器；3一扭力杆；4一转矩传感器；5一转向盘；6一输人轴；7一车速信号；8一转向助力电动机；9一控制电流；10一开关电流；11一离合器；12一小齿轮；13一齿条；14一拉杆；15一轮胎图4-48电动助力转向系统工作原理

任务3奇瑞A3车电动助力转向系统检修三、奇瑞车动力转向系统的检查与调整动力转向系统出现的故障大多是由于没有及时地检查维护而的引起的。因此,为了减少动力转向系统的故障,应对动力转向系统进行定期检查和必要的维护调整。1）将汽车停放在平坦的地面上；2）在发动机怠速时,转动转向盘数次,使转向油液温度达到80℃左右；3）检查转向液是否起泡或乳化,如果转向液起泡或乳化,表示转向液内已渗人空气,此时应进行排气操作；4）检查转向液油质,若转向油液变质或使用期限已到,应更换油液；5）检查储液罐油位高度,确保油位在储液罐的油位上限和油位下限之间。当油液没有变质,也没有渗人空气,而只是油面高度低于油位下限,有时可能有泄漏,应检查并修理泄漏部位,然后按需添加规定的油液,使油位在油位上限附近。下一页返回

任务3奇瑞A3车电动助力转向系统检修2.排除动力转向液压系统中的空气当汽车转向液压系统渗人空气后,由于空气的可压缩性,造成汽车转向操作不稳、忽轻忽重,影响汽车的转向安全性。液压系统渗人空气的主要原因是.油管接头连接不牢或接头损坏油管破裂或重新连接油管后没有进行排气或排气不干净；在更换转向油时排气不干净；储罐油面过低等。为保证汽车转向省力,操作平稳安全,应及时排出转向液压系统中的空气。排气前,应按规定加注液压油。具体方法是：1）将汽车前部顶起,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3一5次；下一页返回

任务3奇瑞A3车电动助力转向系统检修3）起动发动机,使之怠速运转,并重复上述转动转向盘的过程3一5次；4）将汽车前部放下,让发动机怠速运转,来回再转动转向盘5一8次,使油温升高,然后将转向盘置于中间位置,检查并记录储液罐内油平面高度；5）关闭点火开关,使发动机熄火,待其停止转动3一5min后,再查看储液罐内油面高度,并与4的油面高度进行比较,若两次无差值或差值小于0.5mm,而且油液中无气泡或乳化现象,说明系统内空气已排净。否则,仍需重复4.5两步骤,直至空气被排净为止；6）检查油位,根据需要可向储液罐中加注油液至规定油位。下一页返回

任务3奇瑞A3车电动助力转向系统检修3.更换动力转向液当动力转向装置出现故障进行检修或油液变质时,应先更换动力转向液。其具体步骤是.1）将汽车前部顶起,用支架牢靠固定；2）拆下储液罐的回油软管,从储液罐及回油软管上放出旧油至适当的容器中。小心不要把旧油洒到车体或零部件上,以免损坏车漆,若溅洒应立即擦净；3）使发动机怠速运转,一面排油,一面将转向盘连续地左右转到极限位置,直到油液排尽,再关闭发动机；4）将回油软管重新安装到储油罐上；5）向储液罐加规定的液压油至油位上限；6）起动发动机并且怠速运转,然后转动转向盘从左极限到右极限位置若干次,以便排出转向液压系统中的空气；7）重新检查油位,必要时可加注规定的液压油位至储油罐上限。下一页返回

任务3奇瑞A3车电动助力转向系统检修4.检查和调整动力转向泵传动带的摄度奇瑞轿车动力转向油泵工作的动力来自发动机,是通过传动带传递的。若传动带过松易打滑,将会导致油泵供油量降低,转向系统的油压过低,使转向沉重；若传动带过紧,会导致油泵轴及轴承受力增加,从而加快零件的磨损,降低机件及传动带的使用寿命,同时发动机功率的消耗增加。（1）检查

a.传动带静挠度检查法在动力转向泵传动带的中部施加100N的力,测量传动带的静挠度,其挠度值应符合标准,否则应予以调整。旧传动带的标准静挠度为13-14mm；新传动带的标准静挠度为:9-10mm。b.传动带运转检查法汽车停在干燥路面上,发动机运转使油液升到正常温度后,左右转动转向盘,当转向盘转到极限位置时,动力转向泵输出油压最大,此时传动带的负荷最大,如果传动带打滑,说明传动带紧度不够或油泵内有机械损伤。下一页返回

任务3奇瑞A3车电动助力转向系统检修（2）调整a.松开张紧轮固定螺栓；b.压紧张紧轮使传动带张紧,并同时拧紧固定螺钉；c.起动发动机,将转向盘从左右极限位置之间连续转动几次人，再关闭发动机；d.重新检查传动带挠度。若传动带张紧度不符合标准，则重新调整直到符合要求为止。5.检测动力转向泵输出压力检查动力转向泵的输出油压,主要是为了确定动力转向泵或转向齿轮机构是否有故障。为准确地测出动力转向泵的输出油压,检测前应使储油罐油位正常和动力转向泵传动带的张紧力符合标准。下一页返回

任务3奇瑞A3车电动助力转向系统检修动力转向泵输出油压检测步骤如下：1）完全开启手动阀；2）起动发动机并使其怠速动转；3）将转向盘从左右转动的极限位置之间连续转动若干次,使转向油液温度升到80℃,并确保液面高度正常；4）在发动机转速为8900r/min时测量静态油压,如动力转向泵良好,则压力表的读数至少应300KPa1（不转向时的最低压力);5）逐渐关闭手动阀,直到压力表指针稳定不动,读取压力值。此时动力转向泵的输出标准压力至少应为6.2-6.9MPa（车轮转向受阻时的最大压力）；6）迅速完全开启手动阀,注意手动阀关闭时间每次不要超过5s否则转向泵容易过热而损坏.下一页返回

任务3奇瑞A3车电动助力转向系统检修6.检查转向操纵力检查车轮开始转动的操纵力时,将汽车停放在水平、干燥、清洁的路面上,轮胎充气到正常气压,并使储罐油位正常及转向泵传动带张紧至标准值。其检查过程如下：1）起动发动机,使其怠速运转,同时连续左右转动转向盘至各极限位置若干次,以使转向油液升温2）使前轮处于直线行驶位置；3）按图2所示将弹簧测力计连接到转向盘轮缘上；4）起动发动机,使其怠速运转,并拉弹簧测力计，一旦转向轮胎开始转动时,记下弹簧测力计读数；弹簧测力计的读数应小于40N,如果此读数过大,说明车轮开始转动所需的转向盘操纵力过大,动力转向工作不正常,则应检查动力转向泵和转向器3如动力转向泵压力正常而转向操纵力过大,则应检查转向控制阀、动力液压缸及转向器。下一页返回

任务3奇瑞A3车电动助力转向系统检修7.动力转向液压系统外部油液泄漏的检查液压动力转向系统的外部油液故障主要是由于油封及密封圈损坏或老化、壳体或金属件破裂、油管渗漏或油管接头松脱等原因造成,其中可能泄漏的部件有油管、动力转向泵、转向控制阀、动力液压缸、储油罐等。可通过油封、损坏件或紧固接头予以修复。液压动力转向系统常见的泄漏部位有：泵油封泄漏、泵