2016黄庄职业高中汽车制造与维修专业汽车底盘精品教案：第十一章 汽车转向系统04.docVIP

课 题：项目七　电动助力转向系统 教学目的：掌握电动助力转向系统构造与功用 教学重点：电动助力转向系统构造与功用 教学难点：电动助力转向系统构造与功用 教学方法：讲练结合 类 型：新授 课 时：2 教学手段：模型与实物 引 入：复习上节知识，以故障现象进入本节复习上节知识，以故障现象进入本节 项目七　电动助力转向系统 电动助力转向（简称EPS）系统利用直流电动机提供转向动力，辅助驾驶员进行转向操作。电动助力转向系统根据其助力机构的不同可以分为电动液压式（简称EPHS）和电动机直接助力式两种。 一、电动液压助力转向系统 电动液压助力转向系统的液压泵（齿轮泵）通过电动机驱动，与发动机在机械上毫无关系，助力效果只与转向盘角速度和行驶速度有关，是典型的可变助力转向系统。其特点是由ECU提供供油特性，汽车低速行驶时助力作用大，驾驶员操纵轻便灵活；在高速行驶时转向系统的助力作用减弱，驾驶员的操纵力增大，具有明显的“路感”，既保证转向操纵的舒适性和灵活性，又提高了高速行驶中转向的稳定性和安全感。 1．电控式动力转向系的组成 由转向扭矩传感器、车速传感器、电磁离合器、电子控制单元（ECU）、电动机和减速器等组成。 2．电控式动力转向系工作过程 当驾驶员操纵转向盘时，装在转向盘轴上的转向扭矩传感器，根据输入力的大小，产生相应的电压信号，该信号与车速信号同时输入电控单元（ECU），经电控单元运算确定阻力转矩的大小和转向，即控制电动机的电流和转向，形成与工况相适应的转向助力加在转向机构上，使汽车转向行驶。 二、直接助力式电动转向系统 直接助力式电动转向系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统，可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力。 1．直接助力式电动转向系统的结构和工作原理 当转向轴转动时，转矩传感器开始工作，把两段转向轴在扭杆作用下产生的相对转角转变成电信号传给电子控制单元（ECU），ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，并将指令传递给电动机，通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统（转向轴）中，从而完成实时控制的助力转向。 本田雅阁轿车的前轮载荷较大，所需要的转向辅助力也大，因此辅助力直接作用在齿条上。 2．直接助力式电动转向系统 根据电动机布置位置的不同，直接助力式电动转向系统可以分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助力式三种类型。 3．直接助力式电动转向系统的主要优缺点 1）优点 （1）效率高、能量消耗少； （2）系统内部采用刚性连接，反应灵敏，滞后小，驾驶员的“路感”好； （3）结构简单，质量小； （4）系统便于集成，整体尺寸减小；省去了油泵和辅助管路，总布置更加方便； （5）无液压元件，对环境污染少。 2）缺点 （1）直接助力式电动转向系统提供的辅助动力较小，难以用于大型车辆； （2）减速机构、电动机等部件会影响汽车的操纵稳定性，正确匹配整车性能至关重要； （3）使用电动机、减速机构和转矩传感器等部件，增加了系统的成本。 三、电控式动力转向系主要部件及工作过程 1.转向扭矩传感器 (1)在Mira车上, 转向传感器与传动齿轮是分开的,电动机和减速器合为一体, 安装在与传动齿轮相对应的齿条箱上,电动 机的驱动力直接传给齿条轴,控制件安装在司机助手侧的仪表盘背板上,如图所示。 (2)在Alto车上，转向扭矩传感器，电动机和减速器制成一个整体，装在转向柱上，电磁离合器装在电动机的输出端边，控制件装在驾驶员座位下。 (3)电控式转向系的转向器，目前主要 有齿轮齿条式和循环球式转向器。 转向扭矩传感器具有检测转向盘的操纵方向和操纵力的功能。在任何情况下，利用电位表即可检测出该传感器信号。如图所示为某种转向扭矩传感器输出特性。从图中可以看出，左旋、右旋扭杆扭曲角不同，转向扭矩传感器传递参数在电位表指示的电压不同，则说明转向助力不同。 2.电动机 电控式转向系所用的电动机是将汽车用电动机加以改进。有的电动机转子外圆表面开有斜槽,有的则改变定子磁铁的中心处或端部的厚度。电动机工作时有一定速度范围,若超出规定速度范围,则由离合器使电动机停转并消除电动机惯性的影响。同时,当转向系发生故障时, 离合器分离,即应恢复手动控制转向,保证汽车正常行驶。 3.减速机构 如图所示,减速机构是把电动机的输出功率放大后,再传递给齿轮箱的主要部件。目前应用的有两级行星齿轮与传动齿轮驱动组合式,蜗轮蜗杆与转向轴驱动组合式等,并部分采用树脂材料齿轮和特殊齿形,以抑制噪声和提高耐磨性。 4.电磁离合器 单片式电磁离合器如图。其工作电压为12V（DC），额定转速时传递的扭矩为15N?m，线圈电阻为19.5 Ω（20℃）。 工作过程：当电流经滑环通过线圈时，主动轮产生电磁吸力，从