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1、电控液压助力转向系统,由于汽车高速化后,地面对行路机构和转向系统的冲击力明显增大。从而,对行驶的安全性、操纵性、稳定性提出更高的要求。为此,电控动力转向系统,在各类汽车上普遍装用,已成为必备的装置。 一、优点和具体功能: 1、减小转向时的操纵力减轻司机的疲劳程度,特别是装用超低压扁平胎的乘用车 更为必要。,2、根据车速的高低和行驶条件的变化(静态或动态;好路或坏路),提供合适的转向助力,提高汽车行驶的安全性、操纵性、稳定性。 3、具体功能如下: (1)原地转向或低车速行驶转向时操纵轻便,路感良好。 (2)中、高速行驶转向时根据车速的高低,适当助力;车速愈高,助力愈小,使司机有一定的轻、重手感,
2、无转向发飘的感觉。,(3)如遇大的单边冲击或爆胎时小的冲击可利用动力缸油液阻尼衰减。大的单边冲击或爆胎时,转向轮会猛然向一边偏转,它可使动力缸产生反向助力,阻止车轮偏转,保持原行驶方向,提高行驶的被动安全性。,动力转向都具有“正向传动、正向导通助力;反向传动、反向导通助力”的特点,这是动力转向的一大优点,为此,成为高速车辆的必备系统。 (4)失效安全保护转向助力系统失效后,仍能维持手动机械转向。但方向盘所需的操纵力变大,维持安全行驶。,二、分类: 1、电控液压助力转向系统在传统的动力转向系统上,加装电控系统,从而改善了使用性能。它是目前常见 的转向助力系统,在大、中、小型乘用车上广泛使用。该系
3、统主要故障是油封和密封圈漏油问题。,2、电控电动助力转向系统EPS电脑ECU根据车速信号、扭传感器转矩和方向信号,调节电动机的转向助力扭矩,替代了液压助力系统。无复杂的液压助力系统及其所对应的所有故障,并使系统总重减轻了25%,降低了油耗和维修费用,在各类乘用车上日渐广泛使用。,应该说明,根据车种的需要,轻型车多采用动力缸、分配阀、转向器为一体的“整体式”结构;重型车多采用“分置式”结构,其工作原理类同。,三、液压常流式动力转向的工作原理: 电控动力转向系统的基础,是转阀液压常流式工作原理,只是增加了电控系统,对车速的高低有感知能力,随机反馈调节转向助力油压,产生良好的手感,无转向发飘的感觉。
4、,油泵利用曲轴的皮带盘驱动,多采用叶片式或齿轮式油泵,都装有量孔及流量控制阀和安全阀(限压阀),控制油泵的输出流量的多少和油压的高低。即利用节流原理,保持油压不变,但其流量随转速变化,转速高流量少(助力小),转速低流量大(助力大)在此只重温液压常流式工作原理,其他内容从略。,1、不转向时油泵输出的油液,通过分配阀直接流回油罐,是“低压循环常流”状态(0.10.4Mpa),油泵无负荷运转,发动机功率损失小。,2、转向时油液通过分配阀的转换油道,流入动力缸的右侧R或左侧L,进行油液换位。由于油液不可压缩,堆积产生压力,助力油压多为67Mpa,重型车的助力油压可达1416Mpa,压力差推动活塞而转向
5、助力。,实际上液压转向助力,是力的争斗和平衡过程。其关系式为: P=R/F P助力油压; R转向阻力; F活塞的工作面积。 P总是和R成正比;与F成反比;R不是定值(与路面有关),并与车速成反比。 PR不断助力转向; P=R维持助力转向; PR不能助力转向。,四、液压助力的渐进随动原理: 转向助力系统应具备下列“渐进随动”功能和安全保护八个功能: (1)不转不助;(2)小转小助;(3)大转大助;(4)慢转慢助;(5)快转快助; (6)仃转仃助(维持); (7)单边冲击或爆胎反向助力,保位直行;(8)助力系统失效,仍能手动机械转向。,为达到以上目的,转阀、阀体(分配阀)、扭力杆,具有以下结构特点
6、和传动关系:,1、阀体园柱筒形,外园柱面上有上、中、下三道环形槽,并用密封圈隔离,其槽底有与内壁相通的油孔,四个进油孔和八个出(回)油孔,相间排列。其中四个油孔通下环形槽的L腔;有四个油孔通上环形槽R腔。以便使油液快速转换助力。,内园柱面上制有八条不贯通的纵向油槽,与转阀的八个台肩形成流动间隙,以便使油液进出,完成快速转向助力控制。,2、转阀园柱筒形,外园与阀体精密配合,外园制有八条不贯通的纵向油槽,凸肩部有四个径向通油孔,下端用凸沿和缺口与齿轮轴套连接传力。,3、空隙连动关系转阀和扭杆与阀体间不是直接驱动,而是存在着一个间隙量,以便使转阀和阀体间有不同的角位移量,产生转向助力油道。同时,还具
7、有防止路面冲击反传到方向盘上的作用;一旦转向助力系统失效或发动机熄火,仍能手动机械转向。,4、反馈控制原理 (1)转向时,转阀转动,扭杆变形,齿轮轴套转动,再克服间隙量,销2使阀体再转动。转阀的转动角度永远大于阀体的转动角度,两者产生的角位移量,等于扭杆的变形量,它为“转向助力计量值”。扭杆变形愈大,转向助力愈大”。从而,产生“助力油道”和“渐进随动作用”。,实际上转向助力是力的争斗和平衡关系:即角位移使力值失衡而运动(助力),助力运动中又反过来消除角位移,达到力值新的平衡,扭杆变形是平衡的桥梁,这种现象叫“反馈控制”。因此说:“反馈在事物运动的因果关系之间架起了一座桥梁”。,(2)扭杆变形量
8、的大小,决定于车轮的阻力和转向力的大小,它传到方向盘上产生一轻重不同的“手感”,手感就是路感,防止行驶中转向助力时,司机出现“发飘”的感觉。,(3)在齿轮与齿条间作用着两个力矩即:车轮阻力(M阻)和转向助力(M助),它控制着转阀,产生角位移而反馈控制,实现“八个功能”: A、助力M阻M助扭杆不断变形,转阀不断转动,开一路、闭一路,阀体跟踪随动转向助力。,B、维持助力M阻=M助扭杆停止变形,但不回位,阀体随动减小了通油间隙,维持一定的油压和一定的车轮转角。 C、停止助力M阻M助扭杆回位或因前轮悬空,扭杆不变形,即不助力。,五、分配阀的工作过程: 分配阀由转阀和阀体组成,其工作原理,如下: 1、直
9、行转阀在中间常开位置,与阀体凸沿存在着对称的流动间隙,各油孔都和进、回油道相通,动力缸的L、R腔也相通,整个转向助力系统处于低压常流循环状态。,2、右转弯时转阀顺时针转动,上端销1拨动扭杆和齿轮转动,克服了间隙,下端销2拨动阀体转动。,由于存在着转向阻力的关系,要拨动齿条,需有足够的转向力矩。阻力矩使扭杆变形,因有间隙的存在,造成阀体转动角度,永远小于转阀的转动角度。,这样,就使阀体和转阀之间产生了角位置错移,角位移量等于扭杆的变形量。从而使阀体和转阀的纵向槽错开,造成一侧的通油间隙减小或封闭(通L腔的下槽);另一侧的通油间隙为加大状态(通R腔的上槽)。,这样,就使流入阀体的压力油流向间隙增大
10、的R腔一边,并通过转阀的纵槽和通油孔R,流过壳体上的油道进入动力缸的R腔,推动活塞助力。,同时,另一组的纵向槽也错开(L腔),使阀体上的下油槽与L腔相通的一侧油道间隙增大,使L腔的油经阀体下油环槽油孔,进入阀体与转阀的另一纵向槽,再经转阀的油孔流入转阀内腔,流回油罐。动力缸内的油压差即为转向助力能源。,3、当方向盘仃止在某一转角不变时转阀和扭杆就停止转动和变形,但不回位,因角位移量等于扭杆的变形量(助力计量值),阀体相对转阀跟踪助力,转过一定角度就减小了通油间隙。此时,M助力=M阻力,相互平衡,维持一定的助力油压差和一定的车轮转角。,4、当方向盘回正时方向盘回位,转阀回位,扭杆回位,流动间隙恢
11、复对称状态,助力系统恢复低压常流循环状态,前轮在其回正力矩的作用下回位。但由于L腔和R腔油液的转换,前轮回正慢于机械式。这不是故障,而是特性,有防止“打手”的好处。,5、当遇到巨大的单边冲击或爆胎时转向轮会猛然向一方偏转,反向力使阀体产生角位移,使阀体和转阀产生反向角位移,反向接通动力缸,阻止车轮偏转,使汽车仍能保持原行驶方向。因动力转向系统具有“正向传动、正向导通助力;反向传动、反向导通助力”的特点,从而提高了汽车行驶的安全性。,6、左转弯时转阀和阀体反时针转动,角位移错开的方向相反,改变油路,L腔充油,R腔排油,产生压力差而助力(从略)。,六、电控液压动力转向的控制原理: 其电控系统有:动
12、力转向电脑ECU、车速传感器VSS、电磁阀、分流阀、反应室等组成。,其作用是:判定车辆是否是停止状态、低速行驶状态、高速行驶状态。ECU用车速传感器VSS传来的输入信号,按工况的需求调节电磁阀电流的大小,改变反应室内的油压,产生良好的手感(路感),提高行驶的操纵性和稳定性。,1、分流阀它的作用是:将油泵送来的油液分配到转阀、电磁阀、反应室中。 (1)不转向时油泵和转阀中的油压小,分配阀中的空心柱塞在其弹簧的作用下,处于最高位置,下端阀口开启度最大,整个系统为低压油常流循环状态。,(2)转向时转阀中的油压增大,电磁阀和反应室的油压也增大,作用在锥形承压面上的油压,产生向下的推力,空心柱塞向下移动
13、,减小或关闭到反应室和电磁阀的阀口。此时,电磁阀和反应室的油压的高低,由电脑ECU控制电磁阀来调节。,2、电磁阀它的作用是:电脑ECU根据车速信号VSS,使电磁阀开启,用01A的电流值,调节反应室内的油压,产生不同的“手感”。 (1)不转向时电磁阀不通电,空心柱塞在弹簧的作用下,处于最高位置,大阀口关闭,只小孔通油,来自分流阀和反应室的油,从小孔泄走量很少,维持一定油压。,(2)原地转向或低车速转向时ECU输出大电流给电磁阀,磁吸力吸动空心柱塞下移,使大阀口开大,油液大量泄流回油罐,反应室内油压降低,使司机产生“轻手感”。,(3)中、高速转向时电磁阀的电流减小,大阀口也减小或直至关闭,油液泄流
14、回油罐的量减少,使转阀流入分流阀和反应室的油压升高,司机产生“沉手感”。,3、量孔串连在转阀和反应室的管道上,它的作用是:当分流阀的空心柱塞下移到关闭位置时;电磁阀的空心柱塞也处于关闭位置时,两阀失去了调节能力,转阀的高油压经量孔流入反应室,进行补助调节。,4、反应室它的作用是:将液压反应力传给方向盘,产生轻、重不同的手感,提醒司机注意。四个液压反应活塞装于齿轮轴套中,对称的顶靠在分配阀下端的凸沿上,接收凸沿的推力,利用油压来定位。,(1)直行时四个反应活塞的背面,作用着相同的油压,且油压很小,为低压常流循环状态。,(2)转向时分配阀和凸沿转动,推动相关的左、右两个活塞移动,手感的大小决定于车速的高低和反应室内的油压。车速低时反应室内油压低,手感就觉轻便;车速高时反应室内油压高,手感就沉重,不存在发飘感觉。,总之,液压助力系统的故障是:漏油;漏油点是:四个油封和阀体上的四个密封圈,要求方向机打到底的时间不要超过15s。电控系统的常见故障有两个:一是,怠速时原地转向或低车速转向时手感沉重;二是,中、高速行驶转向时手感发飘。故障的集中点应是:动力转向ECU、电磁阀、车速传感器、分流阀等元件,可通过检取故障代码和电测量并结合机理分析来排除。 End!,