现代汽车新技术概论 第五章 现代汽车转向技术 复*提问： 1、辛普森式行星齿轮机构和拉维奈尔赫式 行星齿轮机构的结构和工作原理 2、速比的计算方法。 导入新课： 在《汽车构造》课程中，我们介绍了汽车机械转向系统。随着科 学技术的不断发展，传统的机械转向系统已经不能满足实际的需 求，于是出现了各种新型的转向系统。电控动力转向系统，根 据动力源不同可分为液压式电控动力转向系统(液压式EPS) 和电动式电控动力转向系统(电动式EPS)。液压式EPS是在 传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的 电磁阀、车速传感器和电子控制单元等。电子控制单元根 据检测到的车速信号，控制电磁阀,使转向动力放大倍率实 现连续可调，从而满足高、低速时的转向助力要求。电动 式EPS是利用直流电动机作为动力源,电子控制单元根据转 向参数和车速等信号，控制电动机扭矩的大小和方向。 第五章 现代汽车转向技术 【教学目标】 掌握液压式EPS、电动式EPS的结构及工作原理和控制 方法，四轮转向的工作原理和工作方法 【教学要求】 知识要点 液压式EPS 电动式EPS 四轮转向 能力要求 熟悉按不同分类方式得到的液压式 EPS的基本原理 熟悉电动式EPS的组成、原理与特 点 熟练掌握四轮转向原理和特点，重 点掌握四轮转向系统的组成和原理 相关知识 流量控制式、反力控制式 和阀灵敏度控制式的基本 组成结构及工作原理 熟练掌握电动式EPS的基 本原理，以及主要组成部 件的原理 分别理解和掌握转向角比 例控制、横摆角速度比例 控制和车速前馈控制的基 本组成及控制系统 上一页 下一页 第五章 现代汽车转向技术 5-1 液压式EPS 1、流量控制式EPS 2、反力控制式EPS 3、阀灵敏度控制式EPS 5-2 电动式EPS 5-3 四轮转向控制系统 5.3.1转向角比例控制四轮转向系统 5.3.2横摆角速度比例控制四轮转向系统 5.3.3车速前馈控制四轮转向系统 本章小结 上一页 下一页 5-1 液压式EPS 液压式EPS根据控制方式的不同，可分为流量控制式、 反力控制式和阀灵敏度控制式3种形式。 1.流量控制式EPS 流量控制式EPS是根据车速传感器信号，调节液压动力 转向装置中油液的输入、输出流量和压力，来控制液 压动力的大小的。一般是在液压动力转向系统上增加 流量控制电磁阀、车速传感器、电子控制单元和控制 开关等元件构成的，如图所示 流量控制式动力转向系统（凌志轿车） 1—动力转向油缸；2—电磁阀；3—动力转 向控制阀；4—ECU；5—车速传感器 上一页 下一页 返回 流量控制式EPS可分为分流电磁阀控制式和旁通流 量控制阀式。 1)分流电磁阀控制式 凌志轿车动力转向的基本原理如图 所示，发动机驱动液压泵产生的液 压油被送到控制阀。汽车直线行驶 时，控制阀处于中间位置，液压油 将流过控制阀进入泄流口并返回储 液罐中。此时，动力缸活塞两边的 压力相等，活塞不会向某一方移动； 而当汽车转向时，转向主轴转向任 (a) 汽车直线行驶时 何一方时，控制阀都会随之转动， 并关闭一个液压通道，使另一个液 压通道开得更大，液压油被送到活 塞一侧，在活塞两侧形成压力差， 把活塞推向压力小的一侧，起到转 向助力的作用。 (b) 汽车转弯时 凌志轿车电控动力转向系统在动力转向的基础上增加了分流电 磁阀、电子控制单元、车速传感器等部件 工作过程：汽车行驶时由车速传感器检测汽车速度，并转化为 电信号送给电子控制单元，电子控制单元通过车速信号的大小来发 出指令控制分流电磁阀电流的占空比，进而控制油道的开度大小， 调节控制转向动力缸助力的大小 控制的原则：车速较低时，所需的转向操纵力较小；车速较高 时，转向所需的操纵力适当增大 电子控制动力转向原 理图 电磁阀驱动信号 上一页 电子控制动力转向电路 下一页 返回 2)旁通流量控制阀式 日产蓝鸟轿车上曾使用的流量控制动力转向系统如 下图所示。其特点是在普通液压动力转向系统的基础上 增加旁通流量控制阀、车速传感器、转向角速度传感器 、电子控制单元和控制开关等装置。在转向液压泵与转 向机体之间设有旁通管路，由流量控制阀控制。 蓝鸟轿车电子控制动力转向系统 1—动力转向油罐；2—转向柱；3—转向角速度传感器；4—电子控制单元；5—转向 角速度增幅传感器；6—旁通流量控制阀；7—电磁线圈；8—转向齿轮联动机构；9— 液压泵 电子控制单元根据车速 传感器、转向角速度传 感器和控制开关等信号 和汽车的行驶状态，向 旁通流量控制阀发出控 制信号，控制阀控制旁 通流量，调整向转向器 供油流量的大小，进而 调节液压活塞两侧的油 压差，如右图所示。 电子控制动力转向系统原理图 主要部件的结构和工作原理如下 ①旁通流量控制阀 旁通流量控制阀如图所示，阀体内主要有主滑 阀2和稳压滑阀7。主滑阀的右端与电磁线圈柱塞3连 接，主滑阀在电磁线圈的作用力下移动，改变主滑阀 左端的流量主孔1的流通面积调整调节螺钉4可以调节 旁通流量的大小。 稳压滑阀的作用是保持流量主孔前后压差的稳定。 若转向负荷的变化使流量主孔前后压差偏离设定值(与 稳压滑阀左侧弹簧压力相关)时，稳压滑阀将在其左侧 弹簧压力和右侧油压的作用下发生滑移。如果压差大 旁通流量控制阀的结构 1—流量主孔；2—主滑 于设定值，则滑阀左移，使节流孔开口面积减小，流 阀；3—电磁线圈柱塞； 入到流量主孔的液压油量减少，前后压差减小；如果 4—调节螺钉；5—电磁 线圈；6—节流孔；7— 压差小于设定值，则滑阀右移，使节流孔开口面积增 稳压滑阀 大，流人到流量主孔的液压油量增多，前后压差增大。 流量主孔前后压差的稳定，确保了旁通流量的大小与 主滑阀控制的流量主孔的开口面积相关。 ②转向角速度传感器 方向盘转向角速度传感器用于 检测方向盘是否位于中间位置 及方向盘的偏转方向度和偏转