汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)造與維修（彩色版配實(shí)訓(xùn)工單） 課件4.4 電動(dòng)轉(zhuǎn)向

汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)造與維修

（彩色版配實(shí)訓(xùn)任務(wù)工單）一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)二、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理 三、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)拆裝的注意事項(xiàng)四、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修五、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷與排除任務(wù)四電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理和維修一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制原理如圖4-48所示，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常由轉(zhuǎn)矩傳感器、電動(dòng)機(jī)、ECU、電控單元、車(chē)速傳感器等組成。

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.動(dòng)力轉(zhuǎn)向器

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向器和機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向器工作原理基本相同，該轉(zhuǎn)向器包括轉(zhuǎn)向主動(dòng)齒輪、齒條、殼體等部件，該轉(zhuǎn)向器帶有“雙小齒輪”裝置，轉(zhuǎn)向助力通過(guò)另一個(gè)同時(shí)作用在齒條上的EPS小齒輪提供，該小齒輪的驅(qū)動(dòng)是通過(guò)轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)完成的。助力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向助力電控單元、轉(zhuǎn)子位置傳感器等元件也集成在電動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向器中。

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.動(dòng)力轉(zhuǎn)向器

電動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向器采用了滾珠絲杠裝置，滾珠絲杠裝置能把助力電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成齒條的直線運(yùn)動(dòng)。球循環(huán)螺母內(nèi)有一個(gè)滾珠循環(huán)通道，它將球循環(huán)溝道的“起點(diǎn)”和“終點(diǎn)”連接在一起。為了減少鋼球之間的接觸，循環(huán)通道越短越好，因此，在循環(huán)螺母內(nèi)采用兩條彼此分開(kāi)的循環(huán)通道

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.動(dòng)力轉(zhuǎn)向器

轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)安裝在一個(gè)鋁質(zhì)殼罩中，轉(zhuǎn)子軸的輸出端呈蝸桿狀，蝸輪驅(qū)動(dòng)小齒輪用于轉(zhuǎn)向助力。驅(qū)動(dòng)輪與小齒輪之間的搖擺減振器可以保證活動(dòng)自如。減速機(jī)構(gòu)主要由蝸輪和蝸桿構(gòu)成，蝸桿的動(dòng)力來(lái)自于電磁離合器和電機(jī)，經(jīng)蝸輪減速增矩后，傳送給轉(zhuǎn)向軸，然后再通過(guò)其他部件傳送給轉(zhuǎn)向輪，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力。

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.動(dòng)力轉(zhuǎn)向器

有的減速機(jī)構(gòu)由齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和球螺紋驅(qū)動(dòng)裝置組成，電機(jī)軸直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的小齒輪，通過(guò)傳動(dòng)帶和大齒輪使球螺紋驅(qū)動(dòng)裝置的螺母進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.動(dòng)力轉(zhuǎn)向器

轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)工作有一定速度范圍，若超出規(guī)定速度范圍，則由離合器使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)并消除電動(dòng)機(jī)慣性的影響。同時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，離合器分離，此時(shí)恢復(fù)手動(dòng)控制轉(zhuǎn)向，保證汽車(chē)正常行駛。如圖4-53所示是一種電磁離合器的結(jié)構(gòu)示意圖，主要由電磁線圈、主動(dòng)輪、從動(dòng)軸、壓板等組成。

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器

轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器能檢測(cè)轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器之間的相對(duì)轉(zhuǎn)矩及其轉(zhuǎn)動(dòng)方向，將其轉(zhuǎn)變成電子信號(hào)并傳輸?shù)睫D(zhuǎn)向助力電控單元EPSECU。很多車(chē)型的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器采用雙傳感器結(jié)構(gòu)，因此可在出現(xiàn)故障時(shí)提高使用效率。如果在運(yùn)行過(guò)程中識(shí)別出兩個(gè)傳感器的偏差超過(guò)允許限值，系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)兩個(gè)傳感器數(shù)值中更可靠的信號(hào)繼續(xù)計(jì)算并確保整個(gè)EPS功能正常運(yùn)行

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器

兩個(gè)靶輪上各有8個(gè)齒，上下靶輪的齒錯(cuò)開(kāi)布置。傳感器的磁環(huán)通過(guò)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)軸與扭桿的上部分固定連接在一起，傳感器本體固定在小齒輪軸上。在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，扭力桿和轉(zhuǎn)向軸相對(duì)于轉(zhuǎn)向主動(dòng)齒輪就發(fā)生扭轉(zhuǎn)，磁環(huán)和傳感器本體之間產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于因磁電阻式效果而產(chǎn)生的電阻變化，傳感器本體將電阻變化轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)傳送給EPSECU。

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器

在沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，上下靶輪上的齒在環(huán)形磁鐵N極與S極的正中位置，此時(shí)兩個(gè)靶輪被磁力線所穿過(guò)的方式是一樣的，兩個(gè)靶輪之間沒(méi)有磁場(chǎng)，兩個(gè)傳感器輸出信號(hào)相同。

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器

轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器用于檢測(cè)較小的扭轉(zhuǎn)角度，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器用于檢測(cè)較大的扭轉(zhuǎn)角度。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器感應(yīng)轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，轉(zhuǎn)向助力電控單元EPSECU接收轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角信號(hào)用來(lái)計(jì)算所必需的轉(zhuǎn)向助力。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)也用于電控單元確定轉(zhuǎn)向止點(diǎn)。

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上有一個(gè)可以透磁通的金屬凸輪盤(pán)，凸輪盤(pán)周?chē)腥齻€(gè)單線圈，其中一個(gè)線圈是勵(lì)磁線圈，另外兩個(gè)是接收線圈。電控單元輸入給勵(lì)磁線圈正弦曲線的勵(lì)磁電壓，勵(lì)磁線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，交變磁場(chǎng)作用在轉(zhuǎn)子凸輪盤(pán)上，轉(zhuǎn)子凸輪盤(pán)將交變磁場(chǎng)的磁通引向接收線圈，接收線圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)交變電壓，該電壓與轉(zhuǎn)子盤(pán)的位置成一定的比例，和正弦的勵(lì)磁電壓存在相位差。

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4.轉(zhuǎn)向角傳感器

轉(zhuǎn)向角傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)向角，將轉(zhuǎn)向角轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳給電控單元。轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器為光電式傳感器，它被安裝于轉(zhuǎn)向柱上。當(dāng)駕駛?cè)宿D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，轉(zhuǎn)向柱帶動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器的轉(zhuǎn)子隨轉(zhuǎn)向盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，光源就會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)子縫隙照在傳感器的感光元件上產(chǎn)生信號(hào)電壓。由于轉(zhuǎn)子縫隙間隔大小不同，故產(chǎn)生的信號(hào)電壓變化也不同

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5.轉(zhuǎn)向助力電控單元

轉(zhuǎn)向助力電控單元簡(jiǎn)稱EPSECU，其結(jié)構(gòu)如圖4-58所示，它根據(jù)轉(zhuǎn)子位置傳感器、轉(zhuǎn)向力矩、車(chē)速等信號(hào)確定電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的大小取決于電流強(qiáng)度的大小。

一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理6.助力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)可以安裝在轉(zhuǎn)向齒輪上或齒條上。轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)具備電控單元，可以對(duì)轉(zhuǎn)向助力的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)可以安裝在轉(zhuǎn)向齒輪上或齒條上。轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)具備電控單元，可以對(duì)轉(zhuǎn)向助力的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理永磁式三相交流異步電動(dòng)機(jī)的由轉(zhuǎn)子、定子、殼體等組成。電動(dòng)機(jī)省去了用于將勵(lì)磁電流送往轉(zhuǎn)子的集電環(huán)，電控單元會(huì)計(jì)算出所需要的相電壓，并通過(guò)末級(jí)功放接通定子線圈，定子由12個(gè)勵(lì)磁線圈構(gòu)成，每4個(gè)勵(lì)磁線圈串聯(lián)在一起，接通正弦曲線的電流。

。二、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理電控單元收集轉(zhuǎn)向力矩、車(chē)輛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向速度等信號(hào)并根據(jù)內(nèi)部存儲(chǔ)的特征曲線獲得觸發(fā)助力電動(dòng)機(jī)的電流值。

。二、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理如果駕駛?cè)瞬辉偈┘幼饔昧υ谵D(zhuǎn)向盤(pán)上或松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)，扭桿將釋放壓力，此時(shí)，轉(zhuǎn)向力矩將降為零。汽車(chē)行駛中車(chē)輪產(chǎn)生復(fù)位力，車(chē)輪將再次轉(zhuǎn)到直線行駛位置。如果駕駛?cè)吮３洲D(zhuǎn)向盤(pán)不動(dòng)，轉(zhuǎn)向車(chē)輪產(chǎn)生的復(fù)位力將被克服，汽車(chē)保持一定的轉(zhuǎn)向角度行駛。

。三、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)拆裝的注意事項(xiàng)

1）拆下轉(zhuǎn)向盤(pán)后，可采用膠帶將螺旋電纜固定，防止螺旋電纜零位不對(duì)正，在安裝轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)揭下膠帶。2）轉(zhuǎn)向盤(pán)上有安全氣囊，需要拆卸安全氣囊時(shí)，斷開(kāi)負(fù)極等待90s以上再進(jìn)行拆裝。3）拆卸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向柱等部件時(shí)，需要查找維修手冊(cè)，有些拆卸過(guò)的螺栓不能重復(fù)使用。4）安裝時(shí)，螺旋電纜中心要對(duì)合，要對(duì)準(zhǔn)裝配標(biāo)記，在拆卸或更換轉(zhuǎn)向管柱帶傳動(dòng)軸總成、組合開(kāi)關(guān)（內(nèi)含轉(zhuǎn)角傳感器）兩個(gè)零件中任何一個(gè)之后，需要重新進(jìn)行轉(zhuǎn)角傳感器中位標(biāo)定。二、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理

5）不準(zhǔn)的或未對(duì)中的轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器會(huì)降低電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）的操作性能并導(dǎo)致人身傷害。6）轉(zhuǎn)向柱從車(chē)輛上拆下后極易損壞。如果轉(zhuǎn)向柱端部朝下掉在地上，則可能損壞轉(zhuǎn)向軸或使保持轉(zhuǎn)向柱剛度的注塑件松動(dòng)。因此，在任何情況下都不要向上敲擊轉(zhuǎn)向軸的端部。7）用規(guī)定轉(zhuǎn)矩緊固轉(zhuǎn)向柱緊固件，若過(guò)度緊固上轉(zhuǎn)向柱緊固件，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向柱塌陷。

四、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修1.轉(zhuǎn)向電機(jī)的檢修

EPS控制系統(tǒng)電路如圖4-63所示，轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向器內(nèi)部，它通過(guò)兩條線連接EPSECU。EPSECU持續(xù)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的電壓和電流量，當(dāng)電動(dòng)機(jī)所需要的電流量、電壓和實(shí)際的電流量、電壓超過(guò)一定范圍時(shí)，EPSECU運(yùn)行故障碼，同時(shí)點(diǎn)亮故障提示燈，此時(shí)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不助力。

四、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修1.轉(zhuǎn)向電機(jī)的檢修

四、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修1.轉(zhuǎn)向電機(jī)的檢修

1）將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“OFF”位置，關(guān)閉所有車(chē)輛系統(tǒng)，斷開(kāi)EPSECU的X1線束插接器，所有車(chē)輛系統(tǒng)斷電可能需要2min時(shí)間。2）測(cè)試搭鐵電路端子1和搭鐵的電阻，應(yīng)小于10Ω，否則進(jìn)行搭鐵端子修理。3）用測(cè)試燈檢查B+端子，確認(rèn)B+電路端子2和搭鐵之間的測(cè)試燈點(diǎn)亮，否則檢查熔絲及相關(guān)電路。4）檢查電機(jī)插接線束應(yīng)無(wú)斷路和短路，插接器應(yīng)無(wú)松動(dòng)或其他形式的損壞。5）更換轉(zhuǎn)向器總成。更換轉(zhuǎn)向器后進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置和對(duì)車(chē)輪進(jìn)行定位，檢查應(yīng)無(wú)相應(yīng)的故障碼，故障燈不再點(diǎn)亮，試車(chē)時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)恢復(fù)助力效果。

四、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修2.轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器的檢修

當(dāng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器相關(guān)的故障碼，或儀表顯示屏顯示“維修動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”，或轉(zhuǎn)向沒(méi)有輔助助力時(shí)，需要檢查轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器電路接線如圖4-64所示，4根導(dǎo)線均與轉(zhuǎn)向輔助電控單元J500相連，分別為電源線、信號(hào)線1、信號(hào)線2、搭鐵線。

四、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修2.轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器的檢修

1）打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量電源線1與搭鐵地線4之間電壓，電壓值應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，否則說(shuō)明動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制模塊與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器之間的導(dǎo)線發(fā)生故障。2）轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)，測(cè)量信號(hào)線1與信號(hào)線2之間的電壓，電壓值應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，否則為轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器損壞。

五、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷與排除1.?轉(zhuǎn)向不助力的故障現(xiàn)象

汽車(chē)在原地或低速時(shí)行駛，無(wú)論左右轉(zhuǎn)向都會(huì)感覺(jué)不助力或助力作用很小。

2.?轉(zhuǎn)向不助力的故障原因1）控制系統(tǒng)線束插接件接觸不良。2）熔斷器燒斷或繼電器損壞。3）電控單元、助力電動(dòng)機(jī)或傳感器損壞。4）機(jī)械故障導(dǎo)致電控單元過(guò)熱，系統(tǒng)產(chǎn)生保護(hù)限制。

五、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷與排除

3.?轉(zhuǎn)向不助