《电控液压助力转向》PPT课件.pptx

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，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。,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，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！,