新能源汽车底盘检修（微课版）课件 项目4 新能源汽车转向系统检修

项目四新能源汽车转向系统检修任务一

转向系统结构与原理

中国人民大学出版社

中国人民大学出版社

【案例导入】一辆家用新能源汽车进厂维修，车主反映在行驶过程中进行转向时，发现方向盘越来越沉重，车主担心车轮有安全隐患，要求尽快维修。维修技师张组长交待你对转向横拉杆和球头进行更换，接到任务你应该如何开展工作？中国人民大学出版社

【知识介绍】一、汽车转向系统概述（一）汽车转向系统的类型、组成与作用1.转向系统的作用汽车转向系统的主要作用是保持车辆直线行驶或根据道路条件控制汽车的行驶方向，确保汽车能够按照驾驶员的意图安全、准确地行驶。良好的转向系统可以提高汽车的操控性、稳定性和安全性，使驾驶更加轻松和愉快，不同类型的转向系统根据其工作原理和特点，可以满足不同类型汽车和驾驶环境的需求。2.转向系统的类型为适应不同的驾驶需求和道路条件，汽车转向系统的结构形式多样，有机械式、液压助力式、电子控制助力式等几种。其中机械式转向系统是最基本的形式，它直接通过驾驶员的操作力来控制车轮的转向；液压助力式转向系统通过液压泵提供辅助力，减轻驾驶员的操作力，适用于大型车辆或需要较大转向力的场合；电子控制助力式转向系统则通过电机提供辅助力，可以根据车速和转向角度自动调整助力大小，提高驾驶舒适性和安全性，广泛应用于现代汽车。中国人民大学出版社

转向系统的组成汽车转向系统形式多种多样，多由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成，具体包括转向盘、转向轴、转向器、转向节、转向拉杆、转向横拉杆等部件。转向盘是驾驶员操作的部件，通过转向轴将力传递到转向器；转向器负责将驾驶员的操作力转换为车轮的转向运动；转向节和转向拉杆负责将转向器的动作传递到车轮；转向横拉杆则用于连接左右两个转向节，保证转向的同步性。中国人民大学出版社

（二）转向操纵机构1.转向操纵机构的作用转向操纵机构是汽车的重要组成部分，它将驾驶员的转向意图传递给转向轮，使车辆按照驾驶员的意愿改变行驶方向，转向操纵机构直接影响着车辆的操控性能、安全性和驾驶舒适性。中国人民大学出版社

（三）转向器1.转向器的作用转向器是汽车转向系统中的一个核心组件，其主要作用是将驾驶员通过转向盘输入的旋转运动转换为转向轮所需的线性运动，并且在这个过程中对力进行放大，以克服转向轮在行驶过程中遇到的阻力。转向器的工作原理是通过齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮等机械结构，实现力的传递和运动的转换。转向器的设计对于汽车的操控性能和驾驶安全至关重要。它需要确保转向系统的反应灵敏、准确，同时还要保证在各种驾驶条件下的可靠性和耐用性。中国人民大学出版社

电子助力转向器（EPS）使用电动机直接提供转向助力，而不是通过液压系统。它可以更精确地控制助力的大小，提供更好的燃油经济性和响应性。电子助力转向器的结构如图中国人民大学出版社

自动驾驶辅助转向系统目前安装在可自动驾驶的车辆上，可以根据车辆的速度和其他因素动态调整转向比，以提高操控性和稳定性。自动驾驶辅助转向器外观如图中国人民大学出版社

（四）转向传动机构1.转向传动机构的作用转向传动机构的作用是驾驶员通过方向盘施加的力通过转向传动机构传递到转向轮，使车轮按照驾驶员的意图进行转向。转向传动机构通常包括多个关节和连杆，可以将方向盘的旋转运动转换为车轮的摆动运动。通过齿轮、齿条等机构，可以将驾驶员施加的较小力矩放大，以克服车轮与地面之间的摩擦力。缓冲和吸收震动：转向传动机构中的某些部件（如橡胶衬套）可以吸收来自路面的震动，减少传递到方向盘的震动，提高驾驶舒适性。2.与非独立悬架匹配的转向传动机构与非独立悬架相匹配的转向传动机构通常与悬架系统作为一个整体进行设计，当一侧的车轮遇到路面凸起或凹陷时，另一侧的车轮也会受到影响。转向轮通过刚性连接的传动机构与转向器相连，这可能导致在不平路面上行驶时转向性能受到影响。与非独立悬架相匹配的转向传动机构如图中国人民大学出版社

与独立悬架匹配的转向传动机构与独立悬架相匹配的转向传动机构通常采用断开式设计，每个转向轮可以相对于车架或车身独立运动，而不会相互影响。由于独立悬架的车轮可以独立响应路面的变化，转向传动机构需要能够适应每个车轮的独立运动，以确保转向的精确性和灵活性。独立悬架相匹配的转向传动机构如图中国人民大学出版社

（一）电子液压助力转向系统1.作用及组成电子液压助力转向系统结合了传统液压助力转向系统的优点和电子控制技术，以提供更精确、更稳定的转向助力。通过电动机驱动液压助力泵，为转向盘提供辅助力，使驾驶者在打方向拐弯、泊车、调头时更加轻松省力。这种助力系统能够根据车速和转向角度的变化，自动调节辅助力的大小，从而确保驾驶者在各种行驶条件下都能获得最佳的转向手感。电子液压助力转向系统由液压助力齿轮齿条机构、液压助力缸、储液罐、液压助力泵、控制单元、电磁阀、等。电子液压助力转向系统如图中国人民大学出版社

机械可调式转向柱机械可调式转向柱通常包括倾斜调节和伸缩调节两种功能，使驾驶员可以调整方向盘的上下角度和前后距离。这种转向柱的设计有助于提高驾驶的舒适性和安全性，因为它允许驾驶员找到最适合自己的驾驶位置，从而减少驾驶疲劳和提高驾驶集中度。机械可调式转向柱如图中国人民大学出版社

谢谢项目四新能源汽车转向系统检修任务二

电子控制转向系统检修

中国人民大学出版社

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【案例导入】一辆家用新能源汽车进厂维修，车主反映在行驶过程中进行转向时，发现仪表出现转向故障灯点亮（EPS指示灯），担心造成安全隐患，维修技师张组长交待你对电子控制转向系统进行拆装与检修，接到任务你应该如何开展工作？中国人民大学出版社

【知识介绍】一、汽车电子控制转向系统故障分析（一）电子控制转向系统的控制电子控制转向系统的控制如图4-28所示，包括助力基本控制、助力修正控制、电动机电流控制、失效保护处理。中国人民大学出版社

1.助力基本控制为了补偿EPS系统对转矩传感器信号的响应延迟量，应实施相位补偿。根据相位补偿后的值，确定助力量。2.助力修正控制转向盘不仅受驾驶人的转向操作支配，当路面对轮胎施加转矩时，也会出现转向盘转动的状况。因此，除了常规的助力基本控制，还应实施助力修正控制，包括惯性补偿、回位修正、阻尼修正和摩擦修正。3.电动机电流控制为了使电动机实时跟踪电流指令值，就需要控制电动机的电流。通常是在检测出电动机电流之后，修正与指令值所对应的差值，即反馈控制。4.失效保护处理电子控制转向系统为了提供几倍于驾驶人转向操作力的助力，需要在助力出现异常时迅速进行检测，并采取应对措施。中国人民大学出版社

（二）润滑油的检查与更换国内常见混合动力汽车发动机为例简单概括如下：1.用升降机将汽车水平升起，或将汽车开至地沟上；

2.拆下加油口盖和放油螺塞，将机油放入适当的容器中；

3.清洗放油螺塞，检查放油螺塞密封垫是否完整光滑，如有损坏则更换。紧固放油螺塞，拧紧力矩25N·m；4.安装新的机油滤清器，检查并清洗机油滤清器的安装面，用手轻轻将机油滤清器旋入滤清器座适当紧固，再用专用工具旋转紧固，其密封圈接触面积较大，没有具体力矩规定，已不漏油、不损坏螺纹为好；5.向发动机内加注机油，机油加注量分更换机油滤清器和未更换机油滤清器两种标准：更换机油滤清器加注4升，未更换机油滤清器加注3.8升；6.拧紧加油口盖；检查机油有无渗漏；

7.检查机油油量，并根据需要补充机油。

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（二）电子控制转向系统的电路图EPS模块通过V-CAN接收方向盘转角、转速、车速等信号，判断车辆行驶状态，计算转向助力电机输出转矩，向电机提供工作电流。EPS故障指示灯位于组合仪表上，通过点亮来通知驾驶员EPS发生故障，EPS控制模块检测系统有故障，通过V-CAN向组合仪表发送请求指示灯启亮信息。组合仪表检测到与EPS控制模块之间的通讯丢失，也会点亮故障指示灯。电子控制转向系统的电路图中国人民大学出版社

二、故障检测方法（一）读取故障码和数据流1.转向控制模块诊断仪诊断步骤（1）以比亚迪电动转向控制模块为例，将诊断测试设备连接至诊断接口，接通诊断测试设备，上至OK档电，在诊断仪上进入诊断功能选择界面，选择车型诊断，进入诊断车型选择界面，选择需要诊断的车型，再进入诊断系统选择界面。（2）在系统选择界面选择电子助力转向系统（R-ESP）选项，进入后选择读取故障码选项，读取故障相关信息（故障码、冻结帧等）。（3）在电子助力转向系统（R-ESP）选择界面选择读取数据流选项，读取模块数据流。（4）清除故障存储器，适当运行车辆，运行方式须满足相应故障诊断的条件，读取故障信息，确认故障已经排除。中国人民大学出版社

2.检测转向控制模块插头端子的电阻以比亚迪电动转向控制模块为例，断开蓄电池负极，断开电动助力控制模块接插件B23。查询维修手册中控制单元针脚的定义，电动转向控制模块CAN-H端子为C-7号端子，CAN-L端子为C-8号端子。万用表校零后，测量控制模块端子C-7与C-8之间电阻值，测量值为电动转向控制模块的终端电阻，单个CAN模块终端标准电阻：120Ω，整个网络终端电阻：60Ω。中国人民大学出版社

3.检测转向控制模块电源和搭铁端子电压电动转向控制模块的供电与搭铁是保证控制模块能够正常工作的基础，检测控制模块供电端子和搭铁端子的电压，可以分析控制模块供电线路是否正常、搭铁线路是否正常。以比亚迪电动转向控制模块为例，首先要查询维修手册中控制单元针脚的定义，IG1电源输入端子C4与C5号端子，接地端子为D1与D2号端子。上至ON档电，使用背插法，万用表探针测量C4与C5号端子与车身搭铁之间的电压，电压值为额定电压时代表供电线路正常，反之则反向检查供电线路；测量D1与D2号接地端子与车身搭铁之间的电压，电压值为额定电压时代表搭铁线路正常，接地端电压值应小于1V。中国人民大学出版社

检测读取转向控制模块CAN总线的电压与波形（1）使用万用表检测电动转向系统CAN总线使用万用表测量电动转向控制模块CAN总线的电压，查询维修手册中控制单元针脚的定义，电动转向控制模块ESC网CAN-H端子为C7号端子，模块CAN-L端子为C8号端子，使用万用表电压档测量两端子，红表笔接端子针脚，黑表笔车身搭铁，高线标准整车通讯电压为2.5V-3.5V，低线标准整车通讯电压为1.5V-2.5V，万用表的显示值只能反映被测信号的主体信号电压值，不能反映被测信号的每个细节。（2）使用示波器功能进行电动转向控制模块CAN总线的波形测量比亚迪中电动转向控制模块总线属于ESC网，通道CH1测量CAN高线，通道CH2测量低线；CAN高线的高电平是3.6V，低电平是2.5V，电压差为1.1