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转向现代汽车典型电控系统结构原理与故障诊断


(2) 分流阀。分流阀具有将油泵输出的动力油,分流至 回转阀与电磁阀两侧的作用。即使回转阀与电磁阀侧的油压 变化,分流阀也总是可以以一定流量并根据车速与操重状态 变化,向电磁阀侧供给油液。
(3) 电磁阀。电磁阀由滑阀、电磁线圈、油路通道等构 成。电磁阀油路的阻尼面积,可随电磁线圈通电电流占空比 (通断比)变化而改变。通电电流大时,滑阀被吸引,油路的 阻尼面积增大,流向油箱的回流量增加。车速低时,通电电 流大,阻尼面积大,油液将流回油箱,随着车速升高,电流 减小,油液回流量也减少。
2) 工作原理
信号控制器可根据车速传感器与转向传感器的输入信号, 决定驱动电机的回转力与回转方向。当车速为0~45 km/h时, 根据车速决定转向助动力。
当系统发生异常时,安全保障机将发挥作用,切断电机 与电磁离合器电源,并转为手动转向状态。
根据需要,在控制系统中也可设置故障自诊断系统。
3) 使用实例 图5-6所示为电动式动力转向系统装车实例。 图5-7所示为控制系统电路的使用实例。
5.1 电控动力转向系统
5.1.1 结构特点 电控动力转向系统转向操纵灵活、轻便,能吸收路面对
前轮的冲击。
5.1.2 系统分类与组成
电控动力转向系统可分为:电动式动力转向系统、电子— 液力式转向系统、电动—液力式转向系统。
电子控制动力转向系统一般由转向柱组件、转向传感器、 车速传感器、电脑、电磁阀和液压控制组件等组成。
电动式动力转向系统主要用于轻型汽车,原因是轻型汽车 发动机室自由空间狭小,其对转向助动力要求不大。
5.1.3 结构与原理 1. 电动式动力转向系统 1) 电动式动力转向系统构造 车速感应式电动动力转向系统主要由转向柱组件、电机组
件和控制系统构成。 (1) 转向柱组件。转向助动力由直流电机产生,直流电机
图5-6 使用实例
图5-7 控制系统 (a) 电路;(b) 接线插座端子代号
2. 电子—液力式转向系统
电子—液力式转向系统,可通过控制电磁阀动作,使动 力转向液压控制回路根据车速变化,在低速时操重力减轻, 而中低速以上随手感变化操重力。
图5-8所示为电子—液力式转向系统构造。主要由油泵、 电磁阀、分流阀、动力缸、转向齿轮箱和控制阀轴等构成。
图5-8 电子—液力式转向系统
1) 电子—液力式转向系统构造
(1) 转向齿轮箱。扭杆上端和下端分别与控制阀轴和小齿 轮轴以销钉连结。小齿轮轴上端以销钉与回转阀连结。转向 盘通过转向轴与控制阀轴连结。因此,转向盘回转力可通过 扭杆与控制阀轴传递到小齿轮。
当扭杆受到扭矩作用时,控制阀与回转阀相应发生回转 运动,并使各种油孔连通状态发生变化,可ห้องสมุดไป่ตู้制动力缸的油 压流量,变化动力缸左、右室油路通道。在油压反力室受到 高压作用时,柱塞将推动控制阀轴。此时,扭杆即使受到扭 矩作用,由于柱塞推力的影响,也会抑制控制阀轴与回转阀 的相对回转。
图5-12 电动—液力式转向系统控制电路
在信号控制器(CPU)内,已存储有根据试验获得的不同运 转条件下的控制方法,可从传感器输入信号判定行驶状况,从 而计算出应向电机提供的驱动电流,并向功率控制器发出驱动 信号。同时,控制系统异常时,可向驾驶员发出警报信号,并 使安全保障机能发挥作用,确保转向操作处于正常状态。
安装在转向柱上。
图5-1 转向柱与直流电机
图5-2 转向助力器 (a) 主视图; (b) 剖视图(手动锁销部分)
(2) 电机组件。设置在转向柱上的电机组件,由蜗轮、 电磁离合器、直流电机构成。
图5-3所示为电机组件构造。蜗轮与固定在转向柱输出轴 上的斜齿轮相啮合,它把电机的回转减速后传递到输出轴上。 电磁离合器介于减速器与电机之间,当离合器断电时,不能 把电机的驱动力传递给输出轴,此时手动转向发生作用。
(1) 电机—油泵组件。该电机—油泵组件与电子燃油喷射系 统采用的电动燃油泵结构类似。电机—油泵组件的构造如图511所示。
(2) 转向齿轮箱。该转向齿轮箱与一般动力转向齿轮箱结构 大体相同。
(3) 控制系统。电动—液力式转向控制系统的电路如图5-12 所示。
图5-11 电机—油泵组件的构造 (a) 主视图;(b) 剖视图
(3) 中高速转向状态。在从存在油压反力的中高速直行状 态操重时,扭杆的扭转角逐渐减小,回转阀与控制阀连通油 孔的开孔也逐渐减小,使回转阀侧油压进一步升高。随着该 油压上升,将从固定阻尼孔向油压反力室供给油液,导致柱 塞推力进一步增强。这样,操重力将随转角的变化响应增大, 从而在高速领域可获得稳定的操重拟合。
3. 电动—液力式转向系统
电动—液力式转向系统,是以电机驱动油泵实现动力转向 的装置。
1) 构造
该系统由电机—油泵组件、转向角传感器、动力转向齿轮 箱、信号控制器和功率控制器等构成。电动—液力式转向系统 的组成及构造分别如图5-9和图5-10所示。
图5-9 电动—液力式转向系统组成简图
图5-10 电动—液力式转向系统的构造
2) 工作原理
(1) 停车与低速状态。由于向电磁阀通电电流大,经分流 阀分流的油液通过电磁阀回流油箱,故柱塞受到的背压(油压 反力室压力)小。因此,柱塞推动控制阀柱的力小,转向盘回 转力可在扭杆处产生较大扭矩。回转阀被固定在小齿轮轴上, 控制阀随扭杆扭转作用相应回转,使两阀油孔连通,油泵输出 油压作用到动力缸右室(或左室),使功率活塞左移(或右移), 从而产生操重助动力。
图5-3 电机组件
(3) 控制系统。控制系统由转向传感器、车速传感器、 信号控制器(电脑)等构成。
图5-4所示为转向传感器的构造。
转向传感器由电位计(包括滑动触点和电阻线)、集成 电路IC部分、电流信号输出部分构成。
图5-5所示为电位计的构造。
图5-4 转向传感器的构造
图5-5 电位计的构造 (a) 输出轴侧;(b) 输入轴侧
(2) 中高速直行状态。车辆直行时,转角小,扭杆相对扭矩 小,回转阀与控制阀连通的油孔开度减小,回转阀侧压力升高。 由于分流阀的作用,使电磁阀侧油量增加。同时,随着车速升 高,通电电流减小,电磁阀阻尼面积减小,油压反力室的反力 压增大,使柱塞推动控制阀轴力增大。这样,操重力增加了扭 杆的扭矩作用,柱塞产生的反力使手感增强,从而可获得稳定 的随机拟合。
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