第六章电控动力转向与四轮转向系统.docx

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第六章电控动力转向与四轮转向系统

第 六 章 电控动力转向与四轮转向系统  

一、教学目的和基本要求

通过此章内容的教学，让学生了解对转向系统的要求和动力转向系统分类；掌握传统动力转向系统、液压式电控动力转向系统、电动式电控动力转向系统的结构与工作原理；了解四轮转向控制系统（4WS）的转向特性、转向角比例控制及横摆角速度比例控制系统的组成、控制状态和控制逻辑。

二、教学内容及课时安排

第一节概述理论教学：

1学时。

第二节液压式电控动力转向系统理论教学：

2学时。

第三节电动式电控动力转向系统理论教学：

2学时；

电控动力转向的拆检实践技能：

4学时。

   第四节四轮转向控制系统理论教学：

1学时。

三、教学重点及难点

重点：

传统动力转向系统、液压式电控动力转向系统、电动式电控动力转向系统的结构与工作原理。

难点：

四轮转向控制系统（4WS）车的转向特性、转向角比例控制及横摆角速度比例控制系统的组成、控制状态和控制逻辑。

四、教学基本方法和教学过程

此内容采用理实一体化教学方法，对动力转向系统的结构与工作原理内容的授课采用先理论后实践的方法。

五、作业

1．液压式电控动力转向系统工作原理

2．电动式电控动力转向系统的结构与工作原理

3．四轮转向控制系统（4WS）车的转向特性

4．四轮转向控制系统转向角比例控制及横摆角速度比例控制系统的组成

第六章 电控动力转向与四轮转向系统

第一节 概述

一、对转向系统的要求

二、动力转向系统的分类

                  机械转向系统

按转向的能源不同

                  动力转向系统    

传统动力转向系统：

设计缺陷

按控制方式不同

               电子控制转向系统：

EPS

三、传统动力转向系统的结构与工作原理

1.传统液压动力转向系统

传统液压动力转向系统的组成，如图7-1所示。

⑴转向液压泵

⑵转向动力缸

⑶转向控制阀

2.传统液压动力转向系统结构形式

分开式——转向器、转向动力缸和转向控制阀三者分开布置

半分开式——是将转向动力缸和转向控制阀组合制成整体

整体式——将转向控制阀、转向动力缸和机械转向器三者组合成一个整体

⑵整体式和半分开式按照转向控制阀的形式不同可分为：

滑阀式

瓣阀式

转阀式

3.整体式液压动力转向系统的结构和工作原理

⑴整体滑阀式液压动力转向系统

液压动力转向系统的组成如图7-3所示。

◆汽车直线行驶时的工作状态，如图7-3所示。

汽车直线行驶时转向盘处于中间位置不动。

转向蜗杆轴在反作用弹簧的作用下,转向位置相对于外壳是固定不动的,转向控制阀的滑阀柱塞相对于阀体处于中间位置。

由转向液压泵输给转向控制阀的高压油液直接流回到储油箱中,转向动力缸左、右油室中的油压相等,因此动力转向机构处于不工作状态。

整体滑阀式转向控制阀的结构如图7-4所示。

◆汽车右转弯时的工作状态如图7-5所示。

在这个转向过程中,前轮偏转的角度和速度是与转向盘转动的角度和速度成正比例变化的。

并且能够正确地偏转到所需要的位置。

◆汽车左转弯时的工作状态：

汽车向左转弯时,转向盘向左转动,转向控制阀进行类似向右转向的动作,只是各动作方向相反。

◆转向“路感”的产生：

整体滑阀式液压动力转向系统也会产生转向“路感”。

⑵整体瓣阀式液压动力转向系统结构

整体瓣阀式液压动力转向系统的结构如图7-6所示。

整体瓣阀式液压动力转向系统主要由壳体、机械转向器、动力缸活塞（与齿条做成一体）、扭力杆、第一和第二瓣阀等组成。

◆汽车直线行驶时的工作状态如图7-7所示。

◆汽车右转弯时的工作状态如图7-9所示。

◆   汽车左转弯时的工作状态：

⑶整体转阀式液压动力转向系统

整体转阀式液压动力转向系统结构如图7-10所示。

◆转阀式转向控制阀的结构与工作原理

◆汽车行驶时转阀式转向控制阀的工作状态：

第二节 液压式电控动力转向系统

                    　流量控制式

根据控制方式不同分为   反力控制式

                   　　阀灵敏度控制式

一、流量控制式EPS

根据车速传感器信号调解动力转向装置供应的压力油液，改变油液的输入

输出流量，以控制转向力。

1.丰田凌志轿车电控动力转向系统

2.日产蓝鸟轿车电控动力转向系统

结构特点：

在转向液压泵与转向机体之间设有旁通流量控制阀。

二、反力控制式

根据车速大小控制反力室油压，从而改变输入输出增益幅度以控

制转向力。

1.系统组成与工作原理

系统组成与工作原理如图7-24所示。

       转向控制阀——具有油压反力室

       分流阀——分流控制阀和电磁阀的油液

       电磁阀——将油压反力室一侧的油压流回储油箱

组成   转向动力缸

       转向液压泵

       储油箱

       车速传感器

       电控单元——根据车速控制电磁阀开口面积

2．反力控制式动力转向系统实例

丰田马克Ⅱ型电控动力转向系统的结构如图7-25所示。

三、阀灵敏度控制式EPS

根据车速控制电磁阀，直接改变动力转向控制阀的油压增益（阀灵敏度）来控制油压。

第三节 电动式电控动力转向系统

电动式电控动力转向系统——直接依靠电动机提供辅助转矩的电动主力式转向系统。

一、电动式电控动力转向系统的结构与工作原理

基本原理：

操纵转向盘时扭矩传感器根据输入力的大小产生相应电压信号，由此检测出操纵力大小，同时根据车速传感器产生的脉冲信号又可测出车速，再控制电动机电流，形成适当转向助力。

1．扭矩传感器——测量转向盘与转向器之间的相对转矩作为电动助力的依据之一。

2．电动机、离合器、减速机

⑴直流电动机正反转控制电路如图7-36所示。

⑵电磁离合器工作原理如图7-37所示。

⑶减速机构组成如图7-38所示。

二、电动式电控动力转向系统的控制

１．控制电路框图如图7-39所示。

2．故障诊断与安全保护

第四节 四轮转向控制系统（4WS）

一、4WS的转向特性

1.4WS低速时的转向特性

4WS低速时的转向特性如图7-40所示。

2．4WS中高速时的转向特性

4WS中高速时的转向特性如图7-41所示。

二、转向角比例控制——使转向方向的偏离足够小

1．系统组成

⑴转向枢轴

⑵4WS转换器

2．控制逻辑

⑴转向角控制

⑵2WS选择控制

⑶安全性控制

三、横摆角速度比例控制

1．系统组成

⑴前轮转向操纵机构

⑵后轮转向操纵机构

2．控制状态

⑴大转向角控制（机械控制）

⑵小转向角控制（电子式控制）

3．控制逻辑

⑴车体侧滑角的零控制

⑵受侧向风干扰时的控制

⑶ABS工作时的控制