项目四1-汽车电控动力转向系统检修

项目四汽车电控动力转向系统检修,电控动力转向系统，根据动力源不同可分为液压式电控动力转向系统（液压式EPS）和电动式电控动力转向系统（电动式EPS）。液压式EPS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。,二、相关知识,（一）液压式EPS（二）电动式EPS,液压式EPS根据控制方式的不同，可分为流量控制式、反力控制式和阀灵敏度控制式3种形式。,（一）液压式EPS,流量控制式EPS是根据车速传感器信号，调节液压动力转向装置中油液的输入、输出流量和压力，来控制液压动力的大小的。一般是在液压动力转向系统上增加流量控制电磁阀、车速传感器、电子控制单元和控制开关等元件构成的，如图4-1所示。,1流量控制式EPS,图4-1流量控制式液压动力转向系统1储液罐2转向油泵3流量控制电磁阀4电子控制单元5发动机6车速传感器7齿轮齿条转向器及动力缸,流量控制式EPS可分为分流电磁阀控制式和旁通流量控制阀式。,凌志轿车动力转向的基本原理如图4-2所示，发动机驱动液压泵产生的液压油被送到控制阀。,（1）分流电磁阀控制式,图4-2流量控制式液压动力转向系统的原理示意图,凌志轿车电控动力转向系统在动力转向的基础上增加了分流电磁阀、电子控制单元、车速传感器等部件。其主要工作过程是：汽车行驶时由车速传感器检测汽车速度，并转化为电信号送给电子控制单元，电子控制单元通过车速信号的大小来发出指令控制分流电磁阀电流的占空比，进而控制油道的开度大小，调节控制转向动力缸助力的大小。,日产蓝鸟轿车上曾使用的流量控制动力转向系统如图4-7所示。其特点是在普通液压动力转向系统的基础上增加旁通流量控制阀、车速传感器、转向角速度传感器、电子控制单元和控制开关等装置。在转向液压泵与转向机体之间设有旁通管路，由油量控制阀控制。,（2）旁通流量控制阀式,图4-7蓝鸟牌轿车电子控制动力转向系统1动力转向油罐2转向管柱3转向角速度传感器4电子控制单元5转向角速度增幅传感器6旁通流量控制阀7电磁线圈8转向齿轮联动机构9液压泵,其主要部件的结构和工作原理如下。旁通流量控制阀。旁通流量控制阀如图4-9所示，阀体内主要有主滑阀2和稳压滑阀7。,图4-9旁通流量控制阀的结构1流量主孔2主滑阀3电磁线圈柱塞4调节螺钉5电磁线圈6节流孔7稳压滑阀,转向角速度传感器。光电式转角度速度传感器的结构和安装位置如图4-10所示。,图4-10转角度速度传感器的安装位置和结构1转角传感器2转换装置3光电元件4遮光盘5轴6护板7传感器圆盘,在转向盘的转向轴上装有一个带窄缝的遮光盘，窄缝呈等距均匀分布，传感器的光电元件由发光二极管和光敏接收元件光敏三极管组成，相对装在遮光盘两侧。当转向盘的转轴带动圆盘偏转时，传感器的发光二极管的光线通过窄缝圆盘空隙，或被遮光盘遮挡，从而光敏接收元件就有ON、OFF变换，形成脉冲信号。光电式传感器的工作原理和电路原理如图4-11所示。,图4-11光电式传感器的工作原理及电路原理,转换开关。驾驶员利用仪表板上的转换开关可以选择3种适应不同行驶条件的转向力特性曲线，如图4-12所示。,图4-123种转向力特性曲线,电子控制动力转向系统电路。如图4-13所示，系统中电子控制单元接收车速传感器、转向角速度传感器及变换开关的信号，用以控制旁通流量控制阀的电流，本身具有故障自诊断功能。,图4-13蓝鸟轿车流量控制式动力转向系统电路图,反力控制式EPS主要由转向控制阀、分流阀、电磁阀、转向动力缸、转向油泵、储油箱、车速传感器及ZCU等组成。其结构和工作原理如图4-14所示。主要部件结构和工作原理如下。,（2）反力控制式EPS,转向控制阀。在传统的整体转阀式动力转向控制阀的基础上增设了油压反力室。扭力杆的上端通过销子与转阀阀杆相连，下端用销子与小齿轮轴和控制阀阀体相连。,图4-14反力控制式动力转向系统,转向时，转向盘上的转向力通过扭力杆传递给小齿轮轴，带动小齿轮旋转，使齿条运动，实现转向。当转向力增大，扭力杆发生扭转变形时，转阀阀杆和控制阀体之间将发生相对转动，以此改变阀体和阀杆之间油道的通、断关系和工作油液的流动方向，从而实现液压助力转向作用。,分流阀。分流阀的结构如图4-15所示，主要由阀门、弹簧、进油道和出油道组成。分流阀的作用是将来自转向油泵的液流分送到转阀、油压反力室和电磁阀。送到电磁阀和油压反力室中的液压油流量是由转阀中的油压来调整的。当转动转向盘时，转阀中的油压增大时，分配到电磁阀和油压反力室的液压油流量增加；当转阀中的油压达到一定值后，转阀中的油压便不再升高，而分配给电磁阀和油压反力室的液流量则不变。,图4-15分流阀结构示意图1至电磁阀2至转向油泵3至转阀4至油压反力室,分流小孔。把供给转向控制阀的一部分流量分配到油压反力室一侧。电磁阀。根据需要将油压反力室一侧的机油压回储油箱。电子控制单元根据车速的高低控制电磁阀油路的阻尼面积，开口面积随电磁线圈通电电流占空比而变化，进而控制油压反力室一侧的液压油压力大小。,车速传感器。车速传感器的主要功用是检测汽车行驶速度，通常安装在变速器输出轴上。,电子控制单元。根据车速传感器输入信号控制通入电磁阀的电流，实现相应的控制功能。车速提高时，为了增大转向操纵力，需要加大电磁阀的电流；而当车速超过120kmh时，为防止电流过大而造成过载，电子控制单元则使通往电磁阀的通电电流保持恒定。,当车辆静止或速度较低时，电子控制单元使电磁线圈的电流增大，电磁阀开口面积增大，经分流阀分流的液压油和小孔分流的液压油通过电磁阀开口重新回流到储油箱中的油量变大。,作用于柱塞的背压（油压反力室压力）降低，柱塞推动控制阀转阀阀杆的反力较小，因此只需要较小的转向力就可使扭力杆扭转变形，使转阀阀杆和控制阀体发生相对转动而实现转向助力作用；,当车辆在中高速区域转向时，电子控制单元使电磁线圈的电流减小，电磁阀开口面积减小，经分流阀分流的液压油和小孔分流的液压油通过电磁阀开口重新回流到储油箱中的油量变小，油压反力室的油压升高，作用于柱塞的背压增大，于是柱塞推动转阀阀杆的反力增大，此时需要较大的转向力才能使转阀阀杆和控制阀体之间做相对转动，才能实现转向助力作用，实现在中高速时使驾驶员获得良好的转向手感和转向特性。,丰田汽车公司“马克”型车使用的是反力控制式动力转向系统，其结构如图4-16所示。,图4-16马克型电子控制动力转向系统结构,控制阀的结构如图4-17。电磁阀的结构及其特性如图4-18所示。输入到电磁阀中的信号是通、断脉冲信号，改变信号占空比可以控制流过电磁阀线圈平均电流值的大小。当车速升高时，输入到电磁阀线圈的平均电流值减小，电磁阀的开度减小。这样，电磁阀开度的大小根据车速的高低就可以调整油压室反力，从而得到最佳的转向操纵力。,图4-17反力控制式动力转向控制阀结构1扭杆2回转阀3油压反力室,图4-18电磁阀结构及其特性,反力控制式动力转向系统是根据车速大小，控制反力室油压大小，从而控制转向力的大小的。其优点是具有较好的转向操纵力，驾驶员可以感受到稳定的操作手感；其缺点是结构复杂，成本较高。,阀灵敏度控制式EPS根据车速控制电磁阀，直接改变动力转向缸的油压增益。这种转向系统结构简单、价格便宜，而且具有较大的选择转向力的自由度。与反力控制式转向相比，转向刚性较差，可以提高原来的弹性刚度加以克服，可获得较好的转向手感和良好的转向特性。,（3）阀灵敏度控制式EPS,灵敏度控制式EPS的结构如图4-19所示，主要由转子阀、电磁阀、车速传感器及ECU等组成，其各部分的结构和工作原理如下。,图4-19灵敏度控制式EPS的结构,转子阀。转子阀的结构及原理如图4-20所示，转子阀的等效液压油路如图4-21所示。转子阀内体圆周上有6或8条沟槽，各沟槽与阀外体构成的油路，与泵、动力缸、电磁阀及油箱连接。,图4-20转子阀的结构及原理,图4-21转子阀的等效液压油路,转子阀的可变小孔分为低速专用节流小孔（1R、1L、2R、2L）和高速专用可变控制小孔（3L、3R）两种，在高速专用可变孔的下边设有旁通电磁阀回路。,电磁阀。电磁阀如图4-22所示，电磁阀上设有控制进、出的旁通油道，是可变的节流阀。车速低时，电子控