模塊五現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)(編輯修改稿)
2025-03-05 09:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，成本較高。 EPS 閥靈敏度控制式 EPS根據(jù)車速控制電磁閥，直接改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向缸的油壓增益。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，而且具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度。與反力控制式轉(zhuǎn)向相比， 轉(zhuǎn)向剛性較差，可以通過提高原來(lái)的彈性剛度加以克服，可獲得較好的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特性。 靈敏度控制式 EPS的結(jié)構(gòu)如下圖所示，主要由轉(zhuǎn)子閥、電磁閥、車速傳感器及 ECU等組成 靈敏度控制式 EPS的結(jié)構(gòu) 各部分的結(jié)構(gòu) 1）轉(zhuǎn)子閥 轉(zhuǎn)子閥的結(jié)構(gòu)及原理如圖所示，轉(zhuǎn)子閥的等效液壓油路如圖 5所示。轉(zhuǎn)子閥內(nèi)體圓周上有 6或 8條溝槽，各溝槽與閥外體構(gòu)成的油路，與泵、動(dòng)力缸、電磁閥及油箱連接。 轉(zhuǎn)子閥的結(jié)構(gòu)及原理 轉(zhuǎn)子閥的等效液壓油路 2）電磁閥 電磁閥如圖所示，電磁閥上設(shè)有控制進(jìn)、出的旁通油道，是可變的節(jié)流閥。車速低時(shí)，電子控制單元向電磁線圈通以較大的電流，使控制孔關(guān)閉；隨著車速升高，逐漸減小通電電流，控制孔逐漸開啟；在高速時(shí)，開啟通道達(dá)到最大值。該閥在汽車左右轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向油流動(dòng)的方向可以變換。 電磁閥 1— 動(dòng)力缸； 2— 電磁閥； 3— 油箱； 4— 油泵 3） ECU ECU可接受車速傳感器 的信號(hào)，控制電磁閥電磁 線圈電流的大小。 52 電動(dòng)式 EPS 液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于是在原有液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有成本低、工作靈敏度較高的特點(diǎn)，因而獲得了廣泛的應(yīng)用；在大型車輛上一般采用氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。但這些動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的共同缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、功率消耗大，容易產(chǎn)生泄漏，造成環(huán)境污染，轉(zhuǎn)向力控制性能差等。隨著微機(jī)和新型傳感器在汽車上的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了 電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 。 1．電動(dòng)式 EPS的組成、原理與特點(diǎn) 1) 電動(dòng)式 EPS的組成 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 電動(dòng)式 EPS如圖所示，電動(dòng)式 EPS一般由扭矩傳感器、車速傳感器、電子控制單元、電磁離合器和電動(dòng)機(jī)等組成。電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)式 EPS的助力源，電子控制單元根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向扭矩等參數(shù)，控制電動(dòng)機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向的作用 。 電動(dòng)式 EPS的組成 1— 方向盤； 2— 輸入軸； 3— 電子控制單元； 4電動(dòng)機(jī)； 5— 電磁離合器； 6— 轉(zhuǎn)向齒條； 7— 橫拉桿； 8— 轉(zhuǎn)向輪； 9— 輸出軸； 10— 扭力桿；11— 扭矩傳感器； 12— 轉(zhuǎn)向齒輪 2)工作原理 當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)向時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向軸上的扭矩傳感器不斷地測(cè)出轉(zhuǎn)向軸上的扭矩大小，并把它變成輸出信號(hào)，該信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入到電子控制單元。電子控制單元根據(jù)這些輸入信號(hào)，判斷汽車的運(yùn)行工況，確定助力扭矩的大小和方向，控制電動(dòng)機(jī)的電流大小和轉(zhuǎn)向，進(jìn)而調(diào)整轉(zhuǎn)向助力的大小。 電動(dòng)機(jī)的扭矩通過電磁離合器向減速機(jī)構(gòu)減速增矩后，施加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之獲得一個(gè)與汽車工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。 3)特點(diǎn) ① 質(zhì)量輕。電動(dòng)式 EPS通常把電動(dòng)機(jī)、離合器、減速裝置、轉(zhuǎn)向桿等各部件裝配成整體，結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較輕，與液壓式 EPS相比，質(zhì)量輕 25％左右。 ② 能源消耗少。電動(dòng)機(jī)只是在轉(zhuǎn)向時(shí)才被接通電源，所以動(dòng)力消耗和燃油消耗均可降到最低程度。而液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵始終處于工作狀態(tài)，動(dòng)力消耗較大。 ③ 減少環(huán)境污染。省去了油壓系統(tǒng)的油路，沒有漏油現(xiàn)象。 ④ 轉(zhuǎn)向助力特性好。由于微機(jī)速度快，靈敏度高，可以按照汽車性能的需要設(shè)置、修改轉(zhuǎn)向助力特性。 2．電動(dòng)式 EPS主要部件的結(jié)構(gòu)及工作原理 1)扭矩傳感器 扭矩傳感器的作用是測(cè)量轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器之間的相對(duì)扭矩，傳感器可分為無(wú)觸點(diǎn)式扭矩傳感器和有觸點(diǎn)式扭矩傳感器。 ①無(wú)觸點(diǎn)式扭矩傳感器。 圖所示為無(wú)觸點(diǎn)式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理。 （ a）結(jié)構(gòu) （ b）工作原理 無(wú)觸點(diǎn)式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理 ② 有觸點(diǎn)式扭矩傳感器 圖所示為滑動(dòng)可變電阻式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)和原理示意圖。它是將轉(zhuǎn)向力矩引起的扭力桿角位移轉(zhuǎn)換為電位器電阻的變化以引起輸出電壓的變化，并經(jīng)滑環(huán)傳遞出來(lái)作為扭矩信號(hào)。 2)電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)式 EPS一般采用直流電動(dòng)機(jī)。 其工作原理與啟動(dòng)用直流電動(dòng)機(jī)的 原理基本相同。其電壓為 12V，最 大通過電流一般為 30A左右，額定 轉(zhuǎn)矩為 10Nm左右 （ a）結(jié)構(gòu) （ b）原理 滑動(dòng)可變電阻式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)和原理 左右轉(zhuǎn)向助力時(shí)，需用直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制，下圖所示為其控制電路。 a a2為電子控制單元觸發(fā)信號(hào)端。當(dāng) a1端得到輸入信號(hào)時(shí)，晶體三極管 VT3導(dǎo)通， VT2得到基極電流而導(dǎo)通。電流經(jīng)VT2→ 電動(dòng)機(jī) M→ VT3搭鐵而構(gòu)成閉合回路，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng) a2端得到輸入信號(hào)時(shí)，電流則經(jīng) VT1→ 電動(dòng)機(jī) M→ VT4搭鐵而構(gòu)成閉合回路，因電流方向相反，電動(dòng)機(jī)則反轉(zhuǎn)。通過控制觸發(fā)信號(hào)端電流的大小，就可以控制通過電動(dòng)機(jī)電流的大小。 電動(dòng)機(jī)正反控制電路 3)電磁離合器 下圖為單片干式電磁離合器的工作原理圖 單片干式電磁離合器的工作原理圖 1— 滑環(huán)； 2— 線圈； 3— 壓板； 4— 花鍵； 5—從動(dòng)軸； 6— 主動(dòng)輪； 7— 滾動(dòng)軸承 4)減速機(jī)構(gòu) 減速機(jī)構(gòu)是電動(dòng)式 EPS不可缺少的部件。目前實(shí)用的減速機(jī)構(gòu)有多種組合方式，一般采用 渦輪渦桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動(dòng)組合式 ，也有的采用 兩級(jí)行星齒輪與傳動(dòng)齒輪組合式 。為了抑制噪聲和提高耐久性，減速機(jī)構(gòu)中的齒輪有的采用特殊齒形，有的采用樹脂材料制成。減速機(jī)構(gòu)分為渦輪渦桿減速助力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和差動(dòng)輪系助力減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。 渦輪蝸桿減速助力傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1方向盤； 2— 扭矩傳感器； 3— 渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)； 4— 離合器； 5— 電動(dòng)機(jī)； 6— 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器 差動(dòng)輪系助力減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
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