汽車底盤與車身電控技術(shù)電子課件第五章

中篇汽車底盤電控系統(tǒng)故障診斷技術(shù)圖解第五章

汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向電控技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.

掌握動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本工作原理。2.

掌握液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。3.掌握電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本工作原理4.熟悉動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修方法和注意事項(xiàng)。第一節(jié)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述一、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能與類型1.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能是在駕駛員控制下，通過液壓或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力對車輪轉(zhuǎn)向提供助力。故動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又稱轉(zhuǎn)向助力裝置。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用是：中篇汽車底盤電控系統(tǒng)1）當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，應(yīng)能減輕駕駛員對轉(zhuǎn)向盤的操縱力；2）限制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減速比；3）在原地轉(zhuǎn)向時(shí)，能夠提供必要的助力；4）能夠限制汽車在高速行駛時(shí)或在薄冰路面行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向助力，以免產(chǎn)生轉(zhuǎn)向盤“發(fā)飄”的現(xiàn)象，具有較好的高速穩(wěn)定性；5）在動(dòng)力轉(zhuǎn)向失效的情況下，仍能保持機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的有效工作。2.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型1）按照控制方式分類：可分為：①普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；

②電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。2）按照液流形式分類：可分為：①常壓式；②常流式兩種，其中液壓常流式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛。3）電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按照動(dòng)力源不同分類：可分為：①液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（液壓式EPS）；②電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（電動(dòng)式EPS）兩種。1）當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，應(yīng)能減輕駕駛員對轉(zhuǎn)向盤的操縱力；二、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成與工作原理目前，汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大部分采用了液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（液壓式EPS）。它是在普通液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加一套電控系統(tǒng)而形成的。1.普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成如圖5-1所示；

二、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成與工作原理圖5-1

普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成圖5-1普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成圖5-1

普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成圖5-1普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成2.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理動(dòng)力轉(zhuǎn)向工作原理如圖5-2所示：圖5-2

產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)向的基本原理2.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理圖5-2產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)第二節(jié)普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理一、普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1.

轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（如圖5-3所示）圖5-3

捷達(dá)轎車轉(zhuǎn)閥式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)a)車輛直線行駛時(shí)；b)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)第二節(jié)普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理第二節(jié)普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理一、普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1.

轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（如圖5-3所示）圖5-3

捷達(dá)轎車轉(zhuǎn)閥式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)a)車輛直線行駛時(shí)；b)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)第二節(jié)普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理2.轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥的構(gòu)造1）閥芯與閥套的結(jié)構(gòu)如圖5-4所示：

圖5-4

閥芯與閥套的結(jié)構(gòu)

a)閥套；b)閥芯1-油孔（通下環(huán)槽）；2-油孔（通上環(huán)槽）；3-三條環(huán)槽；4-缺口；5-槽肩；6-油孔（通中間環(huán)槽）；7-縱槽；8-鎖銷；9-油孔（通回油孔）汽車底盤與車身電控技術(shù)電子課件第五章2）轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥的構(gòu)造如圖5-5所示：圖5-5

轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥的構(gòu)造1-轉(zhuǎn)向齒輪；2、7-銷；3-閥體；4-閥套；5-閥芯；6-扭桿；8-密封圈；9-轉(zhuǎn)向軸；P-進(jìn)油口；O-出油口；A-通動(dòng)力缸左腔；B-通動(dòng)力缸右腔。2）轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥的構(gòu)造如圖5-5所示：2）轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥的構(gòu)造如圖5-5所示：圖5-5

轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥的構(gòu)造1-轉(zhuǎn)向齒輪；2、7-銷；3-閥體；4-閥套；5-閥芯；6-扭桿；8-密封圈；9-轉(zhuǎn)向軸；P-進(jìn)油口；O-出油口；A-通動(dòng)力缸左腔；B-通動(dòng)力缸右腔。2）轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥的構(gòu)造如圖5-5所示：二、普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理1.直線行駛時(shí)的工作過程直線行駛時(shí)液壓油的流向如圖5-6所示：

圖5-6

直線行駛時(shí)閥芯與閥套的相對位置與“液壓油流向”B-來自轉(zhuǎn)向油泵的高壓油；R-通往轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的右腔；L-通往轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的左腔；G-通回油管；1-閥芯；2-閥套。二、普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理二、普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理1.直線行駛時(shí)的工作過程直線行駛時(shí)液壓油的流向如圖5-6所示：

圖5-6

直線行駛時(shí)閥芯與閥套的相對位置與“液壓油流向”B-來自轉(zhuǎn)向油泵的高壓油；R-通往轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的右腔；L-通往轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的左腔；G-通回油管；1-閥芯；2-閥套。二、普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理2.轉(zhuǎn)彎行駛的工作過程1）汽車左轉(zhuǎn)彎工作過程分析：左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)液壓油的流向如圖5-7所示：

圖5-7

左轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)向控制閥的狀態(tài)與“液壓油流向”B-來自轉(zhuǎn)向油泵的高壓油；R-通往轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的右腔；L-通往轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的左腔；G-通回油管；1-閥芯；2-閥套。2.轉(zhuǎn)彎行駛的工作過程2.轉(zhuǎn)彎行駛的工作過程1）汽車左轉(zhuǎn)彎工作過程分析：左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)液壓油的流向如圖5-7所示：

圖5-7

左轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)向控制閥的狀態(tài)與“液壓油流向”B-來自轉(zhuǎn)向油泵的高壓油；R-通往轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的右腔；L-通往轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的左腔；G-通回油管；1-閥芯；2-閥套。2.轉(zhuǎn)彎行駛的工作過程2）汽車右轉(zhuǎn)彎工作過程分析:如圖5-8所示，與左轉(zhuǎn)彎基本相似，區(qū)別是閥芯與閥套的偏轉(zhuǎn)角度方向相反，因此產(chǎn)生助力的方向也相反。

圖5-8

右轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)向控制閥的狀態(tài)B-來自轉(zhuǎn)向油泵的高壓油；R-通往轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的右腔；L-通往轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的左腔；G-通回油管；1-閥芯；2-閥套。2）汽車右轉(zhuǎn)彎工作過程分析:如圖5-8所示，與左轉(zhuǎn)第三節(jié)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可使轉(zhuǎn)向輕便靈活，但其缺點(diǎn)是具有固定的動(dòng)力放大倍數(shù)，故無法兼顧低速和高速時(shí)車輛對于轉(zhuǎn)向助力的不同需求。而電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS則由于具有可變動(dòng)力放大倍數(shù)的特點(diǎn)。因此，既能滿足汽車低速時(shí)使得轉(zhuǎn)向輕便靈活；又能在高速時(shí)，保持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，無轉(zhuǎn)向盤發(fā)飄現(xiàn)象。故其駕駛的操縱穩(wěn)定性與舒適性水平更高，而得到廣泛應(yīng)用。按照動(dòng)力源的不同，電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向分為液壓式EPS和電動(dòng)式EPS兩種，分述如下：一、液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理液壓式EPS是在普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基礎(chǔ)上增設(shè)了控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和電控單元EPSECU。EPSECU根據(jù)車速信號控制電磁閥，使得動(dòng)力轉(zhuǎn)向的助力程度實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，從而滿足汽車之不同速度下的不同轉(zhuǎn)向助力需求。按控制方式不同，液壓式EPS分流量控制式、反力控制式和電閥靈敏度控制式三種形式。1.流量控制式EPS流量控制式EPS的基本結(jié)構(gòu)如圖5-9所示：第三節(jié)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

圖5-9

流量控制式EPS的基本結(jié)構(gòu)1-轉(zhuǎn)向角速度傳感器；2-轉(zhuǎn)向柱；3-轉(zhuǎn)向油罐；4-轉(zhuǎn)向油泵；5-轉(zhuǎn)向齒輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)；6-電磁線圈；7-旁通流量控制閥；8-轉(zhuǎn)向角速度傳感器增幅器；9-電控單元EPSECU。汽車底盤與車身電控技術(shù)電子課件第五章

流量控制式EPS的基本結(jié)構(gòu)如圖5-10所示：

圖5-10

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理示意圖1-轉(zhuǎn)向油泵；2-旁通流量控制閥；3-電磁線圈；4-轉(zhuǎn)向角速度傳感器；5-轉(zhuǎn)向器；6-控制閥；7-車速傳感器；8-電控單元；9-選擇開關(guān)。

旁通流量控制閥的結(jié)構(gòu)原理如圖5-11所示:圖5-11

旁通流量控制閥1-主滑閥；2-穩(wěn)壓滑閥；3-電磁線圈柱塞；4-調(diào)節(jié)螺釘；5-電磁線圈；6-流量主孔；7-節(jié)流孔。旁通流量控制閥的結(jié)構(gòu)原理如圖5-11所示:旁通流量控制閥的結(jié)構(gòu)原理如圖5-11所示:圖5-11

旁通流量控制閥1-主滑閥；2-穩(wěn)壓滑閥；3-電磁線圈柱塞；4-調(diào)節(jié)螺釘；5-電磁線圈；6-流量主孔；7-節(jié)流孔。旁通流量控制閥的結(jié)構(gòu)原理如圖5-11所示:流量控制式EPS的優(yōu)點(diǎn)是在原有液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能基礎(chǔ)上，再增加轉(zhuǎn)向壓力油量的控制功能，故其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。但是，當(dāng)流向動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的油量降低到極限值時(shí)，對于快速轉(zhuǎn)向會(huì)產(chǎn)生壓力不足和響應(yīng)速度慢的缺陷，故限制了其應(yīng)用范圍。

2.反力控制式EPS反力控制式EPS能夠根據(jù)車速高低，控制反力室的油壓，從而通過改變轉(zhuǎn)向控制閥扭桿的扭轉(zhuǎn)剛度，達(dá)到控制轉(zhuǎn)向助力大小的目的。優(yōu)點(diǎn)是選擇轉(zhuǎn)向力的自由度大，轉(zhuǎn)向剛度大，可以獲得穩(wěn)定的操作手感；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較高。1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成:系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向控制閥7、分流閥2、電磁閥18、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸11、轉(zhuǎn)向油泵20、轉(zhuǎn)向油罐1、車速傳感器（圖中未畫出）和電控單元EPSECU組成。2）轉(zhuǎn)向控制閥結(jié)構(gòu):是在傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥的基礎(chǔ)上，增設(shè)油壓反力室而構(gòu)成。扭桿4的上端通過銷6與閥芯7連接；下端通過銷15與小齒輪軸14連接。小齒輪軸的上端部通過銷9與控制閥閥套8連接。其工作原理如圖5-12所示：流量控制式EPS的優(yōu)點(diǎn)是在原有液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能圖5-12

反力控制式EPS的基本結(jié)構(gòu)1-轉(zhuǎn)向油罐；2-分流閥；3-固定小孔；4-扭桿；5-轉(zhuǎn)向盤；6、9、15-銷；7-閥芯；8-閥套；10-活塞；11-轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸；12-齒條；13-小齒輪14-小齒輪軸；16-柱塞；17-油壓反力室；18-電磁閥；19-電控單元ECU；20-轉(zhuǎn)向油泵。圖5-12反力控制式EPS的基本結(jié)構(gòu)圖5-12

反力控制式EPS的基本結(jié)構(gòu)1-轉(zhuǎn)向油罐；2-分流閥；3-固定小孔；4-扭桿；5-轉(zhuǎn)向盤；6、9、15-銷；7-閥芯；8-閥套；10-活塞；11-轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸；12-齒條；13-小齒輪14-小齒輪軸；16-柱塞；17-油壓反力室；18-電磁閥；19-電控單元ECU；20-轉(zhuǎn)向油泵。圖5-12反力控制式EPS的基本結(jié)構(gòu)3.

閥靈敏度控制式EPS閥靈敏度控制式EPS對轉(zhuǎn)向控制閥作了局部改進(jìn)，并增加了電磁閥、車速傳感器和電控單元。控制閥的可變小孔分為低速專用小孔（1R、1L、2R、2L）和高速專用小孔（3R、3L）兩種，在高速可變專用小孔的下邊設(shè)有旁通電磁閥回路。圖5-13為其等效電路:圖5-13

控制閥等效液壓回路1-轉(zhuǎn)向油泵；2-控制單元ECU；3-轉(zhuǎn)向油罐。3.閥靈敏度控制式EPS該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)原理如圖5-14所示；圖5-14

閥靈敏度控制式EPS的基本結(jié)構(gòu)1-發(fā)動(dòng)機(jī)；2-前輪；3-轉(zhuǎn)向油泵；4-動(dòng)力缸；5-轉(zhuǎn)向油罐；6-電磁閥；7-電控單元ECU；8-車速傳感器；9-車燈開關(guān)；10-空擋開關(guān)；11-離合器開關(guān)；12-蓄電池；13-外體；14-內(nèi)體。該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)原理如圖5-14所示；該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)原理如圖5-14所示；圖5-14

閥靈敏度控制式EPS的基本結(jié)構(gòu)1-發(fā)動(dòng)機(jī)；2-前輪；3-轉(zhuǎn)向油泵；4-動(dòng)力缸；5-轉(zhuǎn)向油罐；6-電磁閥；7-電控單元ECU；8-車速傳感器；9-車燈開關(guān)；10-空擋開關(guān)；11-離合器開關(guān)；12-蓄電池；13-外體；14-內(nèi)體。該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)原理如圖5-14所示；【案例5-1】大眾POLO車電動(dòng)油泵液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大眾POLO車電動(dòng)油泵液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由一體化的電腦EPS/ECU、直流電機(jī)、轉(zhuǎn)子式油泵和控制閥（分配閥、扭桿）、轉(zhuǎn)角傳感器、動(dòng)力缸、齒輪和齒條等組成，其原理如圖5-15所示：圖5-15

大眾POLO車電動(dòng)油泵液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理大眾POLO車電動(dòng)油泵液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5-16所示：（1）

電腦EPS/ECU與電控噴射系統(tǒng)的電腦EFI/ECU和CAN數(shù)據(jù)總線聯(lián)網(wǎng)，綜合信號共享，分別控制。根據(jù)轉(zhuǎn)向工況的需求，以不同的電流值，控制和調(diào)節(jié)電動(dòng)油泵的流量和油壓。【案例5-1】大眾POLO車電動(dòng)油泵液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)圖5-16

大眾POLO車電動(dòng)油泵液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)外形與結(jié)構(gòu)（2）電動(dòng)油泵轉(zhuǎn)子式油泵由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)（3）轉(zhuǎn)角傳感器信號轉(zhuǎn)角傳感器采用光電式，安裝于方向盤的轉(zhuǎn)軸上，其工作原理如圖5-17所示。圖5-16大眾POLO車電動(dòng)油泵液壓助力轉(zhuǎn)向系圖5-17

光電式轉(zhuǎn)角傳感器工作原理（4）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號SP和車速信號VSS由CAN數(shù)據(jù)總線提供信號，用來判定發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（靜止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），及車速的高低。圖5-17光電式轉(zhuǎn)角傳感器工作原理（4）發(fā)動(dòng)機(jī)（5）控制閥及動(dòng)力缸扭桿式的分配閥完成“漸進(jìn)隨動(dòng)”轉(zhuǎn)向控制和安全保護(hù)等8項(xiàng)功能如下：1）不轉(zhuǎn)-不助；2）“小轉(zhuǎn)-小助”；3）大轉(zhuǎn)-大助；4）停轉(zhuǎn)-停助、維持；5）車速低、助力大-輕便；6）車速高、助力小-有手感，防止發(fā)飄；7）單邊沖擊或爆胎-反向助力，保位直行；8）助力系統(tǒng)失效-仍能手動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向。二、電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理1.電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1）電動(dòng)式EPS的基本結(jié)構(gòu)：液壓式EPS由于工作壓力和工作靈敏度較高,尺寸較小而獲得廣泛應(yīng)用.但其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功耗較大,容易產(chǎn)生泄漏,其轉(zhuǎn)向助力不易有效控制等。近年來，隨著微機(jī)在汽車上的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了電動(dòng)式EPS，其基本結(jié)構(gòu)如圖5-18所示：（5）控制閥及動(dòng)力缸圖5-18

電動(dòng)式EPS的基本結(jié)構(gòu)圖5-18電動(dòng)式EPS的基本結(jié)構(gòu)圖5-18

電動(dòng)式EPS的基本結(jié)構(gòu)圖5-18電動(dòng)式EPS的基本結(jié)構(gòu)圖5-18

電動(dòng)式EPS的基本結(jié)構(gòu)圖5-18電動(dòng)式EPS的基本結(jié)構(gòu)2）無觸點(diǎn)式扭矩傳感器的基本結(jié)構(gòu)：無觸點(diǎn)式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖5-19所示：圖5-19

無觸點(diǎn)式扭矩傳感器

a)傳感器外形；b)傳感器測量原理示意圖2）無觸點(diǎn)式扭矩傳感器的基本結(jié)構(gòu)：無觸點(diǎn)式扭矩傳感器的結(jié)2）無觸點(diǎn)式扭矩傳感器的基本結(jié)構(gòu)：無觸點(diǎn)式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖5-19所示：圖5-19

無觸點(diǎn)式扭矩傳感器

a)傳感器外形；b)傳感器測量原理示意圖2）無觸點(diǎn)式扭矩傳感器的基本結(jié)構(gòu)：無觸點(diǎn)式扭矩傳感器的結(jié)3）電動(dòng)式EPS的電動(dòng)機(jī)于電磁離合器：與汽車起動(dòng)用的直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理基本相同，但一般采用永磁式。其最大電流約為30A左右，電壓為DC12V，額定轉(zhuǎn)矩為10Nm左右。電磁離合器的作用：電動(dòng)式EPS一般均設(shè)定一個(gè)工作范圍。例如，當(dāng)車速達(dá)到45Km/h時(shí)，就不需要輔助動(dòng)力轉(zhuǎn)向，此時(shí)電動(dòng)機(jī)就停止了工作。為了不使電動(dòng)機(jī)和電磁離合器的慣性不影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的正常工作，電磁離合器應(yīng)及時(shí)分離，以切斷輔助動(dòng)力轉(zhuǎn)向。同時(shí)要求當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，電磁離合器應(yīng)自動(dòng)分離。4）電動(dòng)式EPS的減速機(jī)構(gòu)：電動(dòng)式EPS的減速機(jī)構(gòu)如圖5-20所示：3）電動(dòng)式EPS的電動(dòng)機(jī)于電磁離合器：與汽車起動(dòng)用的圖5-20

電動(dòng)式EPS的減速機(jī)構(gòu)1-轉(zhuǎn)矩傳感器；2-控制臂；3-傳感器軸；4-扭桿；5-滑塊；6-球槽；7-連接環(huán)；8-鋼球；9-蝸輪；10-蝸桿；11-離合器；12-電動(dòng)機(jī)。圖5-20電動(dòng)式EPS的減速機(jī)構(gòu)2.電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)EPS的基本特點(diǎn)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本特點(diǎn)如下：1）電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)“精確轉(zhuǎn)向”：它能夠在汽車轉(zhuǎn)向過程中根據(jù)不同車速和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，精確提供各種行駛路況下的最佳轉(zhuǎn)向助力，減小由路面不平引起的對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的擾動(dòng)。不但可以減輕低速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力，而且可大大提高高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性，并能精確實(shí)現(xiàn)人們預(yù)先設(shè)置的在不同車速、不同轉(zhuǎn)彎角度所需要的轉(zhuǎn)向助力。通過控制助力電機(jī)，可降低高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向助力，增大轉(zhuǎn)向手力，解決高速發(fā)飄問題，成本相對較低。

2）EPS系統(tǒng)只在轉(zhuǎn)向時(shí)電動(dòng)機(jī)才提供助力：因而能減少能量消耗，并能在各種行駛工況下提供最佳的轉(zhuǎn)向助力。3）減小了由于路面不平所引起的對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的干擾：提高汽車的主動(dòng)安全性。4）系統(tǒng)安裝簡便，自由度大，而且成本低，無漏油故障的發(fā)生：它比常規(guī)的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)具有更好的通用性。3.電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的工作原理電路如圖5-21所示：2.電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)EPS的基本特點(diǎn)圖5-21

電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的工作原理電路圖圖5-21電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的工作圖5-21

電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的工作原理電路圖圖5-21電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的工作第四節(jié)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢測與故障診斷一、電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)檢測液壓助力系統(tǒng)的故障是：漏油；漏油點(diǎn)是：四個(gè)油封和閥體上的四個(gè)密封圈，要求方向機(jī)打到底的時(shí)間不要超過15s。電控系統(tǒng)的常見故障有兩個(gè)：一是怠速時(shí)原地轉(zhuǎn)向或低車速轉(zhuǎn)向時(shí)手感沉重；二是中、高速行駛轉(zhuǎn)向時(shí)手感發(fā)飄。故障的集中點(diǎn)應(yīng)是：動(dòng)力轉(zhuǎn)向ECU、電磁閥、車速傳感器、分流閥等元件，可通過檢取故障代碼和電測量并結(jié)合機(jī)理分析來排除。以桑塔納2000為例對電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)檢測：（1）檢查轉(zhuǎn)向油罐油平面和油液質(zhì)量1）熱車時(shí)讓發(fā)動(dòng)機(jī)“怠速”，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，使油溫達(dá)到40OC—80

OC，檢查轉(zhuǎn)向油罐液面高度，應(yīng)在上下線標(biāo)線（HOT和COLD）之間。2）檢查油液是否有起泡或乳化現(xiàn)象：動(dòng)力轉(zhuǎn)向油中應(yīng)無氣泡。

（2）檢查油壓第四節(jié)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢測與故障診斷（2）檢查油壓1）系統(tǒng)壓力檢查。如圖5-22，打開壓力表閥門，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，“滿方向”轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤數(shù)次，壓力表讀數(shù)應(yīng)為6.80～8.20Map。2）轉(zhuǎn)向泵的壓力檢查。如圖5-23，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，“滿方向”轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤數(shù)次，將壓力表閥門關(guān)閉（不超過5s）壓力表讀數(shù)應(yīng)為6.80～8.20Map。圖5-22

系統(tǒng)壓力的檢查圖5-23

轉(zhuǎn)向泵壓力的檢查（2）檢查油壓（3）清潔轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向油泵外部清潔并檢查是否有漏油痕跡。（4）檢查各連接油管、接頭檢查油管是否漏油，接頭連接是否牢固可靠。（5）檢查轉(zhuǎn)向油泵傳動(dòng)帶松緊度如圖5-24，松開轉(zhuǎn)向油泵裝配支架上的2個(gè)螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺栓，當(dāng)帶中部的撓度為9～10mm時(shí)，再將2個(gè)螺母鎖止。（6）測量轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力超過40N應(yīng)予以檢查維修，同時(shí)，轉(zhuǎn)向盤自由行程應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。（3）清潔轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向油泵外部（7）轉(zhuǎn)向器齒輪齒條的間隙調(diào)整通過圖5-25中所標(biāo)的調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)行調(diào)整：圖5-24

轉(zhuǎn)向油泵傳動(dòng)帶張的調(diào)整圖5-25

齒輪齒條間隙的調(diào)整

1—調(diào)整螺栓；2—鎖緊螺母

（7）轉(zhuǎn)向器齒輪齒條的間隙調(diào)整（8）轉(zhuǎn)向油更換1）支起汽車前部，使兩前輪離開地面。擰下轉(zhuǎn)向油罐蓋，拆下回油管放油。同時(shí)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，左右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤。2）關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，在轉(zhuǎn)向油罐中添加轉(zhuǎn)向油至規(guī)定高度，滿打轉(zhuǎn)向盤2～3次，若液面下降需補(bǔ)充轉(zhuǎn)向油。降下汽車前部，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，滿打轉(zhuǎn)向盤2—3次。重復(fù)以上操作，直到轉(zhuǎn)向油罐液面無明顯下降，轉(zhuǎn)向油罐中的轉(zhuǎn)向液壓油無氣泡和乳化現(xiàn)象為止。二、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)常見故障現(xiàn)象及主要原因動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的常見故障部位主要有：轉(zhuǎn)向盤自由行程、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接處、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向泵、控制閥、油管接頭等。電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作現(xiàn)象及其主要原因如表5-1所示：（8）轉(zhuǎn)向油更換表5-1

電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作現(xiàn)象及其主要原因表5-1電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作現(xiàn)象及其主要原因動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的常見故障主要是轉(zhuǎn)向沉重和轉(zhuǎn)向噪聲等，分述如下：1．轉(zhuǎn)向沉重（1）故障現(xiàn)象同機(jī)械轉(zhuǎn)向系故障現(xiàn)象相似。（2）故障主要原因及處理方法轉(zhuǎn)向沉重故障具體原因主要是：1）轉(zhuǎn)向油罐油液油量不足或規(guī)格不對，應(yīng)使用正確的油液并調(diào)整到規(guī)定高度。2）油路堵塞或不暢，應(yīng)予檢修。3）油路中有泄漏現(xiàn)象，應(yīng)予檢修排除。4）油路中有空氣，應(yīng)予排氣。5）轉(zhuǎn)向泵傳動(dòng)帶損壞或打滑，應(yīng)予調(diào)整或更換。6）調(diào)節(jié)閥失效，使輸出壓力過低，應(yīng)予更換或調(diào)整。7）轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)調(diào)整不當(dāng)，應(yīng)予調(diào)整等。（3）故障診斷方法檢查轉(zhuǎn)向油罐中“油液”是否充足，規(guī)格是否不對和有無氣泡，檢查管接頭有無松動(dòng)，轉(zhuǎn)向泵傳動(dòng)帶張緊力是否正常。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的常見故障主要是轉(zhuǎn)向沉重和轉(zhuǎn)向噪聲等，分述將轉(zhuǎn)向盤向左右極限位置來回轉(zhuǎn)動(dòng)，如果左右轉(zhuǎn)向都沉重，故障在轉(zhuǎn)向泵、液壓缸或轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；如果左右轉(zhuǎn)向助力不同，故障在控制閥。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向沉重助力部分常見故障原因的診斷流程如圖5-26所示。

圖5-26

動(dòng)力轉(zhuǎn)系轉(zhuǎn)向沉重助力部分常見故障原因的診斷流程將轉(zhuǎn)向盤向左右極限位置來回轉(zhuǎn)動(dòng)，如果左右轉(zhuǎn)向都沉重，將轉(zhuǎn)向盤向左右極限位置來回轉(zhuǎn)動(dòng)，如果左右轉(zhuǎn)向都沉重，故障在轉(zhuǎn)向泵、液壓缸或轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；如果左右轉(zhuǎn)向助力不同，故障在控制閥。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向沉重助力部分常見故障原因的診斷流程如圖5-26所示。

圖5-26

動(dòng)力轉(zhuǎn)系轉(zhuǎn)向沉重助力部分常見故障原因的診斷流程將轉(zhuǎn)向盤向左右極限位置來回轉(zhuǎn)動(dòng)，如果左右轉(zhuǎn)向都沉重，故障在轉(zhuǎn)2.轉(zhuǎn)向噪聲（1）故障現(xiàn)象汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向系出現(xiàn)過大的噪聲。

（2）故障主要原因及處理方法裝有動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的汽車，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，轉(zhuǎn)向助力泵的溢流閥中出現(xiàn)液流噪聲是正常的，但噪聲過大甚至影響轉(zhuǎn)向性能時(shí)，該噪聲應(yīng)視為故障。因助力系統(tǒng)引起轉(zhuǎn)向噪聲的原因主要是：1）轉(zhuǎn)向泵損壞或磨損嚴(yán)重，應(yīng)予修理或更換。2）轉(zhuǎn)向泵傳動(dòng)帶打滑，應(yīng)予調(diào)整或更換。3）控制閥性能不良，應(yīng)予檢修。4）系統(tǒng)中滲入空氣，應(yīng)予排氣。5）管道不暢，應(yīng)予檢修等。（3）故障診斷方法①轉(zhuǎn)向時(shí)發(fā)出“咔噠”聲，在已排除轉(zhuǎn)向泵葉片噪聲的情況下則由轉(zhuǎn)向泵帶輪出現(xiàn)松動(dòng)引起。②轉(zhuǎn)向時(shí)發(fā)出“嘎嘎”聲，由轉(zhuǎn)向泵傳動(dòng)帶打滑引起。③轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向泵發(fā)出“咯咯”聲，是由于系統(tǒng)中有空氣；發(fā)出“嘶嘶”聲，而且系統(tǒng)無泄漏，轉(zhuǎn)向泵傳動(dòng)帶張緊度也合適，則由油路不暢或控制閥性能不良引起。2.轉(zhuǎn)向噪聲3.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的其他故障（1）轉(zhuǎn)向助力瞬間消失故障原因主要是：轉(zhuǎn)向泵傳動(dòng)帶打滑，控制閥密封圈泄漏，系統(tǒng)泄漏造成油面過低，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速過低，系統(tǒng)內(nèi)有空氣等。（2）轉(zhuǎn)向盤回位不良故障原因主要是：系統(tǒng)內(nèi)有空氣、壓力限制閥工作不良，控制閥彈簧失效等。（3）轉(zhuǎn)向盤的自由行程過大故障原因是：系統(tǒng)內(nèi)有空氣或壓力限制閥失效。針對故障原因找出故障位置。4.電控式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷（1）故障碼讀取1）電火開關(guān)ON。2）跨接診斷座內(nèi)TC和E1腳，如圖5-27。3）經(jīng)由儀表板上P/S指示燈讀取故障碼，如表5-2所示。4）若系統(tǒng)正常，則指示燈每秒閃2下,如圖5-28。（2）故障碼清除1）點(diǎn)火開關(guān)OFF。2）拆除跨接線。3）點(diǎn)火開關(guān)ON，即可清除故障碼(此時(shí)P/S指示燈應(yīng)滅)。3.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的其他故障圖5-27

跨接診斷座圖5-28

故障碼顯示表5-2

故障碼表圖5-27跨接診斷座【案例5-2】電控電力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷案例1.車型豐田皇冠JZSl33型轎車2.

故障現(xiàn)象低速或發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)轉(zhuǎn)向沉重和高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向過度靈敏3.診斷與排除皇冠JZSl33型轎車采用電控轉(zhuǎn)向助力可變的漸進(jìn)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(PPS)該P(yáng)PS動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電控部分有：車速傳感器、電控ECU(在駕駛室右側(cè)手套箱下方)和裝在轉(zhuǎn)向器內(nèi)的電磁閥等。其電路控制如圖5-29所示。【案例5-2】電控電力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷案例圖5-29

皇冠JZSl33轎車電控轉(zhuǎn)向助力可變漸進(jìn)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(PPS)圖5-29皇冠JZSl33轎車電控轉(zhuǎn)向助力可變漸進(jìn)（1）電控系統(tǒng)ECU故障檢查PPS動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)常見故障有：汽車低速行駛或發(fā)動(dòng)機(jī)“怠速”時(shí)轉(zhuǎn)向沉重和高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向過度靈敏。在檢查電控系統(tǒng)之前，應(yīng)先察看胎壓、懸架和轉(zhuǎn)向桿件及球形接頭的潤滑情況，檢查前輪定位、動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵油壓是否正常，各導(dǎo)線插接器是否連接牢靠，轉(zhuǎn)向柱是否彎曲等。電控系統(tǒng)ECU的一般檢查方法是：1）打開點(diǎn)火開關(guān)(ON)，察看ECU—IC熔斷絲是否正常。如果燒毀，重新更換后又燒毀，表明此熔斷絲與電控單元ECU的+B腳之間短路。2）關(guān)斷點(diǎn)火開關(guān)(OFF)，從電控單元ECU上拔下導(dǎo)線連接器線束插座，將電壓表正表筆接插接器。+B腳，負(fù)表筆搭鐵。再打開點(diǎn)火開關(guān)(ON)，電壓表指示電壓應(yīng)為(11～14)V(蓄電池電壓)。如果無電壓，表明ECU—IC熔斷絲與ECU的+B腳之間有斷路。3）將電阻表正表筆接插接器插頭的GND(搭鐵)腳，負(fù)表筆仍接地，此時(shí)電阻值應(yīng)為零，否則應(yīng)對ECU的GND腳與車進(jìn)行檢查。4）頂起一側(cè)前輪，將電阻表的正表筆接插接器SPD腳，負(fù)表筆接GND腳。然后（1）電控系統(tǒng)ECU故障檢查轉(zhuǎn)動(dòng)支起的車輪，電阻表值應(yīng)在0～∞之間交替地變化。否則，說明ECU的SPD端與車速傳感器之間有斷路或短路，或車速傳感器有故障。5）將電阻表的正表筆接插接器的SOL(-)腳，負(fù)表筆接GND腳。電阻表所顯示電阻值應(yīng)為∞，否則說明電磁線圈與GND腳之間的線路有短路或電磁閥有故障。6）將電阻表的正表筆接插接器的SOL(+)腳，負(fù)表筆接SOL(-)腳。兩腳之間的電阻應(yīng)為(6～11)Ω，否則這兩腳之間的線路有斷路或電磁閥有故障。（2）電控部件故障的診斷1）電磁閥的檢查：關(guān)斷點(diǎn)火開關(guān)(OFF)，拔下電磁閥(裝在轉(zhuǎn)向器處)上的線束插頭，用電阻表測量電磁線圈的電阻(插座上兩端子間)，電阻應(yīng)為(6～11)Ω。從轉(zhuǎn)向器內(nèi)拆下電磁閥，將蓄電池正極接電磁線圈的SOL(+)腳，負(fù)極接SOL(-)腳，這時(shí)針閥應(yīng)縮回約2mm，否則應(yīng)更換電磁閥。2）ECU的檢查：頂起汽車，拆下ECU，但不拔下ECU上的導(dǎo)線插接器，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，首先用電壓表測量ECU的SOL(-)和GND兩腳之間的電

壓(電壓表測筆從背面插入)。然后將變速器掛上擋，并使車速達(dá)到60km／h，仍按上述接法再測電壓，電壓應(yīng)比原來增加(0．07～0．22)V。如果無電壓或電壓增值不對，則應(yīng)更換ECU。轉(zhuǎn)動(dòng)支起的車輪，電阻表值應(yīng)在0～∞之間交替地變化。否則，說明本章小結(jié)1.

汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)功能是在駕駛員控制下，通過液壓或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力對轉(zhuǎn)向提供助力。2.汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型按照控制方式可分為普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；按照液流形式可分為常壓式和常流式兩種；按照動(dòng)力源不同可分為液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（液壓式EPS）和電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（電動(dòng)式EPS）兩種。3.目前，汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大部分采用了液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（液壓式EPS），它是在普通液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加一套電控系統(tǒng)而形成的。普通液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是由機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向控制閥、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向油泵和油管等組成。動(dòng)力轉(zhuǎn)向工作原理是當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)→駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤→帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)→轉(zhuǎn)向軸操縱轉(zhuǎn)向控制閥→使來自油泵的高壓油進(jìn)入轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的相應(yīng)側(cè)→在活塞兩側(cè)產(chǎn)生液壓差→液壓差推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)→活塞再推動(dòng)齒條→從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力。電控系統(tǒng)則能夠根據(jù)需要，對助力大小實(shí)現(xiàn)更為精確地控制。本章小結(jié)4.

普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可使轉(zhuǎn)向輕便靈活，但其缺點(diǎn)是具有固定的動(dòng)力放大倍數(shù)，故無法兼顧低速和高速時(shí)車輛對于轉(zhuǎn)向助力的不同需求。而電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS則由于具有可變動(dòng)力放大倍數(shù)的特點(diǎn)。因此，既能滿足汽車低速時(shí)使得轉(zhuǎn)向輕便靈