底盤講義之動(dòng)力轉(zhuǎn)向系和四輪轉(zhuǎn)向系
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1、底盤講義之動(dòng)力轉(zhuǎn)向系和四輪轉(zhuǎn)向系 底盤講義之動(dòng)力轉(zhuǎn)向系和四輪轉(zhuǎn)向系(二) 作者:佚名 來源: 發(fā)布時(shí)間:2010年03月25日 課題11.5 電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 學(xué)習(xí)目標(biāo) 鑒定標(biāo)準(zhǔn) 教學(xué)建議 1. 掌握電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成、基本結(jié)構(gòu)和工作原理 應(yīng)知:電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成、基本結(jié)構(gòu)和工作原理。 建議:用多媒體或?qū)嵨锸窘贪逯v解組成、基本結(jié)構(gòu)和工作原理。 普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的助力特性是不變的,且與車速無關(guān),這會(huì)導(dǎo)致停車與低速時(shí),轉(zhuǎn)向盤操縱
2、沉重,中速時(shí)較輕快,當(dāng)車速增高時(shí)更加輕快。如果考慮停車與低速時(shí)的輕便性,則使高速時(shí)操縱力過小,路感下降,易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向過度。反之會(huì)使停車與低速時(shí)操縱力過大,轉(zhuǎn)向沉重,效率下降。為了實(shí)現(xiàn)在各種行駛條件下轉(zhuǎn)向盤上所需要的力都是最佳值,必須采用更先進(jìn)的電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系可分為:電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系、電控液力式轉(zhuǎn)向系、電動(dòng)液力式轉(zhuǎn)向系。本課題先介紹電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系。 一、電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系概述 1.電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成 如圖11-24所示,該系統(tǒng)通常由轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、減速機(jī)構(gòu)、電子控制單元等組成。各部件在車上的布置如圖11-25所示。 圖11-24
3、電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成 1-轉(zhuǎn)向盤 2-輸入軸(轉(zhuǎn)向軸) 3-電子控制單元 4-電動(dòng)機(jī) 5-電磁離合器 6-轉(zhuǎn)向齒條 7-轉(zhuǎn)向橫拉桿 8-輪胎 9-輸出軸 10-扭力桿 11-轉(zhuǎn)矩傳感器 12-轉(zhuǎn)向齒輪 圖11-25 電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系在車上的布置 1-車速傳感器 2-轉(zhuǎn)矩傳感器 3-減速機(jī)構(gòu) 4-電動(dòng)機(jī)與離合器 5-發(fā)電機(jī) 6-轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 7-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 8-蓄電池 9-電子控制單元 提示:此處可參觀具有電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的車輛,增加感性認(rèn)識(shí)。 2.電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的工作原理 當(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí),裝在轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷測(cè)出轉(zhuǎn)向
4、軸上的轉(zhuǎn)矩,并由此產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)。該信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入電子控制單元,電子控制單元根據(jù)這些輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理,確定助力轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)向,即選定電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向,調(diào)整轉(zhuǎn)向的助力。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機(jī)構(gòu)減速增矩后,加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上,使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。 二、電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)部件結(jié)構(gòu)與工作原理 1.轉(zhuǎn)矩傳感器 轉(zhuǎn)矩傳感器也稱稱轉(zhuǎn)向傳感器,其作用是通過測(cè)定轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間的相對(duì)轉(zhuǎn)矩,作為電動(dòng)助力的依據(jù)之一。 轉(zhuǎn)矩傳感器的結(jié)構(gòu)、原理如圖11-26所示。 圖11-26 轉(zhuǎn)矩傳感器原理 a)結(jié)構(gòu)圖 b)原理圖 用磁性材料制成的定子
5、和轉(zhuǎn)子可以形成閉合的磁路,線圈A、B、C、D分別繞在極靴上,形成一個(gè)橋式回路。轉(zhuǎn)向軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)矩成正比,所以只要測(cè)定軸的扭轉(zhuǎn)角,就可間接地知道轉(zhuǎn)向力的大小。 在線圈的U、T兩端施加連續(xù)的脈沖電壓信號(hào)Ui,當(dāng)轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩為零時(shí),定子與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)角也為零。這時(shí)轉(zhuǎn)子的縱向?qū)ΨQ面處于定子AC、BD的對(duì)稱平面上,每個(gè)極靴上的磁通量是相同的。電橋平衡,V、W兩端的電位差U0=0。 如果轉(zhuǎn)向軸上存在轉(zhuǎn)矩時(shí),定子與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)角不為零,此時(shí)轉(zhuǎn)子與定子間產(chǎn)生角位移θ。極靴A、D間的磁阻增加,B、C間的磁阻減小,各個(gè)極靴的磁阻產(chǎn)生差別,電橋失去平衡,在V、W兩端產(chǎn)生電位差。這個(gè)電位差與軸的扭轉(zhuǎn)角
6、θ和輸入電壓Ui成比例,從而可知道轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)矩。 一種實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)矩傳感器結(jié)構(gòu)如圖11-27所示,其工作原理與上基本相同,優(yōu)點(diǎn)是便于安裝。 圖11-27 實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)矩傳感器 1-檢測(cè)環(huán) 2-檢測(cè)線圈 3-輸入軸 4-輸出軸 2.電動(dòng)機(jī)、電磁離合器與減速機(jī)構(gòu) 電動(dòng)機(jī)、電磁離合器和減速機(jī)構(gòu)組成的整體稱為電機(jī)組件,其結(jié)構(gòu)如圖11-28所示。 圖11-28 電機(jī)組件 1-電磁離合器 2-渦輪 3-斜齒輪 1) 電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)就是一般的永磁電動(dòng)機(jī)(原理不再敘述),電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩控制是通過控制其輸入電流來實(shí)現(xiàn),而電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)則是由電子控制單元輸出的
7、正反轉(zhuǎn)觸發(fā)脈沖控制。圖11-29是一種比較簡(jiǎn)單實(shí)用的正反轉(zhuǎn)控制電路。 圖11-29 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 a1、a2為觸發(fā)信號(hào)端。從電子控制單元得到的直流信號(hào)輸入到a1、a2端,用以觸發(fā)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生正反轉(zhuǎn)。當(dāng)a1端得到輸入信號(hào)時(shí),晶體管T3導(dǎo)通,T2管得到基極電流而導(dǎo)通,電流經(jīng)T2管的發(fā)射極和集電極、電動(dòng)機(jī)M、T3管的集電極和發(fā)射極搭鐵,電動(dòng)機(jī)有電流通過而正轉(zhuǎn)。當(dāng)a2端得到輸入信號(hào)時(shí),晶體管T4導(dǎo)通,T1管得到基極電流而導(dǎo)通,電流經(jīng)過T1管的發(fā)射極和集電極,電動(dòng)機(jī)M、T4管的集電極和發(fā)射極搭鐵,電動(dòng)機(jī)有反向電流通過而反轉(zhuǎn)??刂朴|發(fā)信號(hào)端的電流大小,就可以控制電動(dòng)機(jī)通過電流的大小。 2
8、) 離合器 一般使用干式單片電磁離合器,如圖11-30所示。工作電壓為12V,額定轉(zhuǎn)速時(shí)傳遞的轉(zhuǎn)矩為15 N·m,線圈電阻(20℃時(shí))為19.5Ω。 圖11-30 電磁離合器的結(jié)構(gòu) 1-滑環(huán) 2-線圈;3-壓板;4-花鍵;5-從動(dòng)軸;6-主動(dòng)輪;7-滾珠軸承 其工作原理是:當(dāng)電流通過滑環(huán)進(jìn)入離合器線圈時(shí),主動(dòng)輪產(chǎn)生電磁吸力,帶花鍵的壓板被吸引與主動(dòng)輪壓緊,電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過軸、主動(dòng)輪、壓板、花鍵、從動(dòng)軸傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 由于轉(zhuǎn)向助力的工作范圍限定在一速度區(qū)域內(nèi),所以離合器一般設(shè)定一個(gè)速度范圍,如當(dāng)車速超過30km/h時(shí),離合器便分離,電動(dòng)機(jī)也停止工作,這時(shí)就沒有轉(zhuǎn)向助力
9、的作用。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止工作時(shí),為了不使電動(dòng)機(jī)與離合器的慣性影響轉(zhuǎn)向系的工作,離合器也應(yīng)與時(shí)分離,以切斷輔助動(dòng)力。當(dāng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)等發(fā)生故障時(shí),離合器會(huì)自動(dòng)分離,這是仍可恢復(fù)手動(dòng)控制轉(zhuǎn)向。 3) 減速機(jī)構(gòu) 目前使用的減速機(jī)構(gòu)有多種組合方式,一般采用渦輪蝸桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動(dòng)組合式;也有的采用兩級(jí)行星齒輪與傳動(dòng)齒輪組合式,如圖11-31所示;圖11-28是渦輪與斜齒輪組合方式。渦輪與固定在轉(zhuǎn)向輸出軸上的斜齒輪相嚙合,它把電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減速后傳遞到輸出軸上。為了抑制噪聲和提高耐久性,減速機(jī)構(gòu)中的齒輪有的采用特殊齒形,有的采用樹脂材料制成。 圖11-31 雙級(jí)行星齒輪減速機(jī)構(gòu) 1-轉(zhuǎn)矩傳感器 2
10、-轉(zhuǎn)軸 3-扭力桿 4-輸入軸 5-電動(dòng)機(jī)與離合器 6-行星小齒輪A 7-太陽輪 8-行星小齒輪B 9-驅(qū)動(dòng)小齒輪 10-齒圈B 11-齒圈A 3.控制系統(tǒng) 電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)如圖11-32所示。該系統(tǒng)的核心是一個(gè)有4K ROM和256RAM的8位微機(jī)。 圖11-32 電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)和車速信號(hào)經(jīng)過輸入接口送入微機(jī),隨著車速的升高,微機(jī)控制相應(yīng)地降低助力電動(dòng)機(jī)電流,以減少助力轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)也被送入微機(jī),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速時(shí),由于供電不足,助力電動(dòng)機(jī)和離合器不工作。因此,電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向工作時(shí),電子控制單元必須控制發(fā)動(dòng)機(jī)處于高怠速工作狀態(tài)
11、。點(diǎn)火開關(guān)的通斷(ON/OFF)信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換接口送入微機(jī)。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)斷開時(shí),電動(dòng)機(jī)和離合器不能進(jìn)入工作。微機(jī)輸出控制指令經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換接口送入電動(dòng)機(jī)和離合器的驅(qū)動(dòng)放大電路中,控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向和離合器的離合。電動(dòng)機(jī)的電流經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大回路、電流表A、A/D轉(zhuǎn)換接口反饋給微機(jī),即電動(dòng)機(jī)的實(shí)際電流與按微機(jī)指令應(yīng)給的電流相比較,調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際電流,使兩者接近一致。 三菱“米尼卡”車的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系如圖11-33所示,控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖11-34所示。 圖11-33 三菱“米尼卡”車電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成 1-車速傳感器 2-速度表引出電纜的部位 3-傳動(dòng)軸 4-車速信號(hào)(主) 5-
12、車速信號(hào)(副) 6-電子控制單元 7-副駕駛員腳下部位 8-電動(dòng)機(jī) 9-扭桿 10-齒條 11-點(diǎn)火電源信號(hào)12-蓄電池信號(hào) 13-發(fā)電信號(hào);14-指示燈電流 15-高怠速電流 16-電動(dòng)機(jī)電流 17-離合器電流 18-轉(zhuǎn)矩信號(hào)(主) 19-轉(zhuǎn)矩信號(hào)(副) 20-離合器 21-電動(dòng)機(jī)齒輪 22-傳動(dòng)齒輪 23-小齒輪 24-點(diǎn)火開關(guān) 2-熔斷絲 26-轉(zhuǎn)矩傳感器 27-轉(zhuǎn)向器齒輪總成 28-交流發(fā)電機(jī)(L端子) 29-指示燈 30-怠速提高電磁閥 31-發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元 32-電動(dòng)機(jī)與離合器 圖11-34 三菱“米尼卡”車電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向
13、系的電子控制系統(tǒng) 由圖11-33和11-34可知:交流發(fā)電機(jī)的“L”端子可視為向電子控制單元輸入信號(hào)的一個(gè)傳感器,利用交流發(fā)電機(jī)的“L”端子電壓可以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)還未發(fā)動(dòng)時(shí),該系統(tǒng)不能工作。 電動(dòng)機(jī)和離合器接受電子控制單元輸出的控制電流,產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩,經(jīng)傳動(dòng)齒輪減速后,再經(jīng)過小齒輪實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向,電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力是通過行星齒輪機(jī)構(gòu)傳遞的。離合器是由電磁鐵和彈簧等組成的電磁離合器。 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí),電源加于電子控制單元上,電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系才能進(jìn)行工作。在發(fā)動(dòng)機(jī)已起動(dòng)時(shí),交流發(fā)電機(jī)的L端子的電壓加到電子控制單元上。當(dāng)檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)處于起動(dòng)狀態(tài)時(shí),動(dòng)力轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)為工作狀態(tài)。 行車時(shí),電子
14、控制單元按不同車速下的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩,控制電動(dòng)機(jī)的電流,并完成電子控制轉(zhuǎn)向和普通轉(zhuǎn)向控制之間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)車速高于30km/h時(shí),則轉(zhuǎn)換成普通的轉(zhuǎn)向控制,電子控制單元沒有離合器信號(hào)和電動(dòng)機(jī)電流輸出,離合器處于分離狀態(tài)。當(dāng)車速低于27km/h時(shí),電子控制單元又輸出離合器信號(hào)和電動(dòng)機(jī)電流,普通轉(zhuǎn)向控制又轉(zhuǎn)換為動(dòng)力轉(zhuǎn)向的工作方式。 電子控制單元還具有自我修正的控制功能。當(dāng)電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系出現(xiàn)故障時(shí),可自動(dòng)斷開電動(dòng)機(jī)的輸出電流,恢復(fù)到通常的轉(zhuǎn)向功能;同時(shí)速度表內(nèi)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向報(bào)警燈點(diǎn)亮,以通知駕駛員,動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)生故障。 測(cè)試題:1.對(duì)照實(shí)物或圖片說出電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成,說出部件名稱和工作原理。
15、 2.以三菱微型汽車上使用的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系為例,敘述電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的控制原理。 課題11.6 電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的檢測(cè)與故障診斷 學(xué)習(xí)目標(biāo) 鑒定標(biāo)準(zhǔn) 教學(xué)建議 1. 掌握電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)部件的檢測(cè)、故障的診斷與排除方法。 應(yīng)知:電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系主要部件的檢測(cè)方法、故障的診斷與排除步驟。 應(yīng)會(huì):電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系主要部件的檢測(cè)方法、故障的診斷與排除。 建議:有條件的情況下采用理實(shí)一體化教學(xué)。 一、電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的部件檢測(cè) 以三菱“米尼卡”微型汽車的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系為例進(jìn)行說明。 1.轉(zhuǎn)矩
16、傳感器的檢查 1) 檢測(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器線圈電阻 從轉(zhuǎn)向器總成上拔下轉(zhuǎn)矩傳感器插接器,其端子排列如圖11-35b)所示。測(cè)量轉(zhuǎn)矩傳感器3號(hào)與5號(hào)端子之間、8號(hào)與10號(hào)端子之間的電阻,其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為2.18±0.66KΩ。若不符合要求,則應(yīng)更換轉(zhuǎn)矩傳感器。 2) 檢測(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器電壓 用萬用表直流電壓檔測(cè)量上述各端子之間的電壓,將轉(zhuǎn)向盤置于中間位置,測(cè)得電壓約2.5V為良好,4.7V以上為斷路,0.3V以下為短路。 圖11-35 電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系插接器端子排列 a) 電動(dòng)機(jī) b) 轉(zhuǎn)矩傳感器與電磁離合器 c) 車速傳感器 2.電磁離合器的檢查 從轉(zhuǎn)向器上斷開電磁離合器插接
17、器,其端子排列參見圖11-35b)。將蓄電池的正極接到1號(hào)端子上,蓄電池的負(fù)極與6號(hào)端子相接,在接通與斷開6號(hào)端子的瞬間,離合器應(yīng)有工作聲音。若沒有聲音,表明電磁離合器有故障,應(yīng)更換轉(zhuǎn)向器總成。 3.直流電動(dòng)機(jī)的檢查 從轉(zhuǎn)向器上斷開電動(dòng)機(jī)插接器,其端子排列如圖11-35a)所示。給電動(dòng)機(jī)加上蓄電池電壓時(shí),電機(jī)應(yīng)有轉(zhuǎn)動(dòng)聲音。若沒有聲音,應(yīng)更換轉(zhuǎn)向器總成。 4.車速傳感器的檢查 1) 檢查車速傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)情況 從變速器拆下車速傳感器,用手轉(zhuǎn)動(dòng)車速傳感器的轉(zhuǎn)子檢查其能否順利轉(zhuǎn)動(dòng),若有卡滯應(yīng)予更換。 2) 檢測(cè)車速傳感器電阻 拔開車速傳感器插接器,其端子排列如圖11-35c)所示。測(cè)量車速
18、傳感器插接器1號(hào)與2號(hào)端子之間、4號(hào)與5號(hào)端子之間的電阻值,其值等于165±20Ω為良好。若與上述不符則必須更換車速傳感器。 二、電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的故障診斷 以三菱“米尼卡”微型汽車的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系為例,說明電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的故障診斷與排除方法。 1.故障警告燈的檢查 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)處于ON位置時(shí),故障警告燈應(yīng)點(diǎn)亮,發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后警告燈熄滅為正常。警告燈不亮?xí)r,應(yīng)檢查燈泡是否損壞,熔斷絲和導(dǎo)線是否斷路。若發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,警告燈仍亮?xí)r,首先應(yīng)考慮系統(tǒng)是否處于保險(xiǎn)狀態(tài)(只有常規(guī)轉(zhuǎn)向工作,無電動(dòng)助力),然后進(jìn)行自診斷操作。 2.自診斷操作 將指針式萬用表直流電壓檔的正表筆接在診斷插座的2號(hào)
19、端子上,負(fù)表筆接鐵,如圖11-36a)所示。接通點(diǎn)火開關(guān),通過表針的擺動(dòng)顯示故障碼。如果有多個(gè)故障碼,將以由小到大的順序顯示出來。故障碼波形如圖11-36b)所示,故障碼的含義見表11-2。 圖11-36 自診斷操作 a) 自診斷插接器 b)故障碼輸出波形 1-多點(diǎn)燃油噴射 2-電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向 A-連接片 表12-2 故障碼的含義 故障碼 檢查診斷項(xiàng)目 故障碼 檢查診斷項(xiàng)目 0 正常 41 直流電動(dòng)機(jī) 11 轉(zhuǎn)矩傳感器(主) 42 直流電動(dòng)機(jī)電路 12 轉(zhuǎn)矩傳感器(副) 43 直流電動(dòng)機(jī)過電流 13 轉(zhuǎn)矩傳感器主副側(cè)電壓差過大 44
20、直流電動(dòng)機(jī)鎖止 21 車速傳感器(主) 51 電磁離合器 22 車速傳感器主副側(cè)電壓差過大 54 電子控制單元 23 車速傳感器(主)電壓急減 55 轉(zhuǎn)矩傳感器E/F回路不良 31 交流發(fā)電機(jī)L端子 3.故障檢查與排除 確知故障碼后,首先把蓄電池負(fù)極線拆下30s以上,即清除故障碼后,再進(jìn)行一次自診斷操作,若故障碼又重復(fù)顯示,即證明故障確實(shí)存在(永久性故障),需進(jìn)一步檢查。下面以故障碼41、42、43、44為例說明如何檢查、排除故障。 1) 故障碼41的檢查 (1)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),不轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤,觀察故障碼是否再次出現(xiàn)。再現(xiàn)時(shí),按照故
21、障碼含義檢查有關(guān)部件。不再現(xiàn)時(shí),直接進(jìn)入第(4)檢查。 (2)拆下電動(dòng)機(jī)插接器,檢查電動(dòng)機(jī)的兩接線端子之間和端子與接地(外殼)之間的導(dǎo)通狀態(tài)。用萬用表電阻檔測(cè)試電動(dòng)機(jī)兩接線端子之間的電阻。正常時(shí),應(yīng)有一定電阻,若不通,則表明內(nèi)部斷路;電動(dòng)機(jī)接線端子與接地之間應(yīng)不通,否則,表明兩接線端子與外殼之間有短路故障。 (3)若電動(dòng)機(jī)與其接線端子均正常,應(yīng)檢查轉(zhuǎn)向器總成到電子控制單元之間的導(dǎo)線是否良好,若導(dǎo)線正常,則表明電子控制單元不良。 (4)檢查導(dǎo)線無異常時(shí),再進(jìn)行行駛試驗(yàn),若故障碼不再出現(xiàn)時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤,檢查電動(dòng)機(jī)是否工作。 2) 故障碼42的檢查 (1)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),用1r/s(弧度/秒)
22、以下的速度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤觀察故障碼是否再現(xiàn),不再現(xiàn)時(shí),按1)中所述檢查導(dǎo)線,無異常時(shí),通過行駛,進(jìn)行再現(xiàn)試驗(yàn)。 (2)通過診斷,若故障碼42再現(xiàn),而且又發(fā)生11號(hào)、13號(hào)故障碼時(shí),可考慮是由轉(zhuǎn)矩傳感器系統(tǒng)的導(dǎo)線,或者是轉(zhuǎn)向器總成異常所致。 3)故障碼43的檢查 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),不轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤,檢查故障碼是否再現(xiàn);若再現(xiàn),則表示電子控制單元不良。不再現(xiàn)時(shí),試轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤,若此時(shí)故障碼再現(xiàn),應(yīng)檢查導(dǎo)線。 4)故障碼44的檢查 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),不轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤,檢查故障碼是否再現(xiàn);再現(xiàn)時(shí),應(yīng)檢查與電動(dòng)機(jī)有關(guān)的導(dǎo)線,若導(dǎo)線沒有異常,用良好的電子控制單元換下原車上的電子控制單元,進(jìn)行對(duì)比檢查判斷。若故障碼不再現(xiàn)時(shí)
23、,將點(diǎn)火開關(guān)重復(fù)通、斷6次,并使點(diǎn)火開關(guān)在OFF位時(shí)的時(shí)間在5s以上。如此反復(fù)檢查就能把某種故障的部位查清楚。 測(cè)試題:1.實(shí)操并說明如何進(jìn)行轉(zhuǎn)矩傳感器、電磁離合器、直流電動(dòng)機(jī)和車速傳感器的檢測(cè)。 2.就車進(jìn)行電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系故障的診斷與排除。 課題11.7 電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 學(xué)習(xí)目標(biāo) 鑒定標(biāo)準(zhǔn) 教學(xué)建議 1. 掌握電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成、基本結(jié)構(gòu)和工作原理。 應(yīng)知:電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成、基本結(jié)構(gòu)和工作原理。 建議:用多媒體軟件或?qū)嵨锸窘贪寤蛘囍v解系統(tǒng)組
24、成、基本結(jié)構(gòu)和工作原理 電控液力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向的另外一種型式。它通過控制電磁閥的動(dòng)作,使動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓控制回路油壓根據(jù)車速而變化,在低速時(shí)操縱力減輕,在中低速以上時(shí)操縱力不致過小,即保持一定的手感。 一、電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成 如圖11-37所示,電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系主要由轉(zhuǎn)向控制閥、電磁閥、分流閥、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向油泵、儲(chǔ)油罐、車速傳感器和電子控制單元組成。 圖11-37 電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成 1-轉(zhuǎn)向油泵 2-儲(chǔ)油罐 3-分流閥 4-電磁閥 5-扭力桿 6-轉(zhuǎn)向盤 7、10、11-銷 8-轉(zhuǎn)閥閥桿 9-控制閥閥體 1
25、2-轉(zhuǎn)向齒輪軸 13-活塞 14-轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸 15-轉(zhuǎn)向齒條 16-轉(zhuǎn)向齒輪 17-柱塞 18-油壓反力室 19-阻尼孔 1.轉(zhuǎn)向控制閥 轉(zhuǎn)向控制閥的結(jié)構(gòu)如圖11-38所示,其基本結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)的整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥的基礎(chǔ)上,在內(nèi)部增加了一油壓反力室和四個(gè)小柱塞,四個(gè)小柱塞位于控制閥閥體下端的油壓反力室內(nèi)。輸入軸部分有兩個(gè)小凸起頂在柱塞上。在油壓反力室受到高壓作用時(shí),柱塞將推動(dòng)控制閥閥桿。此時(shí),扭桿即使受到轉(zhuǎn)矩作用,由于柱塞推力的影響,也會(huì)抑制控制閥閥桿與閥體的相對(duì)回轉(zhuǎn)。 提示:轉(zhuǎn)向控制閥的基本結(jié)構(gòu)可參考前面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。 圖11-38 轉(zhuǎn)向控制閥 1-柱塞 2-
26、扭桿 3-凸起 4-油壓反力室 2.分流閥 分流閥的作用是將來自轉(zhuǎn)向油泵輸出的液壓油向控制閥一側(cè)和電磁閥一側(cè)分流,按照車速和轉(zhuǎn)向要求,改變控制閥一側(cè)與電磁閥一側(cè)的油壓,確保電磁閥一側(cè)具有穩(wěn)定的油液流量。阻尼孔的作用是把供給轉(zhuǎn)向控制閥的一部分流量分配到油壓反力室一側(cè)。 3.電磁閥 電磁閥由滑閥、電磁線圈、油路通道等構(gòu)成。電磁閥油路的阻尼面積,可隨電磁線圈通電電流占空比(通斷比)變化。車速低時(shí),通電電流大,滑閥被吸引,油路的阻尼增大,流向油箱的回流量增加。隨著車速的升高,電流減小,油液回流量也減少。 二、電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理 電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系具有三種控制狀態(tài)。電子控
27、制單元(ECU)根據(jù)車速傳感器信號(hào)判斷出車輛停止、低速狀態(tài)與中高速狀態(tài),控制電磁閥通電電流。 1.停車與低速狀態(tài) 電子控制單元(ECU)使電磁閥通電電流大,經(jīng)分流閥分流的油液通過電磁閥流回油箱,柱塞受到的背壓?。ㄓ蛪旱停?,柱塞推動(dòng)控制閥閥桿的力矩小,因此只需要較小的轉(zhuǎn)向力就可使扭桿扭轉(zhuǎn)變形,使閥體與閥桿發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而使控制閥打開,油泵輸出油壓作用到動(dòng)力缸右室(或左室),使動(dòng)力缸活塞左移(或右移),產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力。 2.中高速直行狀態(tài) 車輛直行時(shí),轉(zhuǎn)向偏擺角小,扭桿相對(duì)轉(zhuǎn)矩小,控制閥油孔開度減小,控制閥側(cè)油壓升高。由于分流閥的作用,使電磁閥側(cè)油量增加。同時(shí),隨著車速的升高,通電電流減小,通
28、過電磁閥流回油箱的阻尼增大,油壓反力室的反力增大,使柱塞推動(dòng)控制閥閥桿的力矩增大,轉(zhuǎn)向盤手感增強(qiáng)。 3.中高速轉(zhuǎn)向狀態(tài) 從存在油壓反力的中高速直行狀態(tài)轉(zhuǎn)向時(shí),扭桿的扭轉(zhuǎn)角更加減小,控制閥開度更加減小,控制閥側(cè)油壓進(jìn)一步升高。隨著該油壓升高,將從固定阻尼孔向油壓反力室供給油液。這樣,除從分流閥向油壓反力室供給的一定流量油液外,增加了從固定阻尼孔側(cè)供給的油液,導(dǎo)致柱塞推力進(jìn)一步增強(qiáng)。此時(shí)需要較大的轉(zhuǎn)向力才能使閥體與閥桿之間作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力作用,使得在中高速時(shí)駕駛員可獲得良好的轉(zhuǎn)向手感和轉(zhuǎn)向特性。 測(cè)試題:1.電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系主要由哪幾部分組成?對(duì)照實(shí)物指出電控力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各部
29、件的名稱,簡(jiǎn)述其作用原理。 2.?dāng)⑹鲭娍匾毫κ絼?dòng)力轉(zhuǎn)向系的工作原理。 課題11.8 四輪轉(zhuǎn)向系 學(xué)習(xí)目標(biāo) 鑒定標(biāo)準(zhǔn) 教學(xué)建議 1. 掌握機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系的組成、基本結(jié)構(gòu)和工作原理 2. 掌握液壓式四輪轉(zhuǎn)向系的組成、基本結(jié)構(gòu)和工作原理 3. 掌握電子控制液壓式四輪轉(zhuǎn)向系的組成、基本結(jié)構(gòu)和工作原理 應(yīng)知:各種四輪轉(zhuǎn)向系的功用、組成、結(jié)構(gòu)、工作原理
30、應(yīng)會(huì):各種四輪轉(zhuǎn)向系零部件認(rèn)識(shí) 建議:采用多媒體軟件或?qū)嵨锸窘贪逯v解組成、基本結(jié)構(gòu)和工作原理 四輪轉(zhuǎn)向系使汽車低速行駛轉(zhuǎn)向并且轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度很大時(shí),后輪相對(duì)于前輪反向偏轉(zhuǎn),并且偏轉(zhuǎn)角度隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增大而在一定范圍內(nèi)增大。如汽車急轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭行駛、避障行駛或進(jìn)出車庫(kù)時(shí),從而使汽車轉(zhuǎn)向半徑減小,轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性能提高。汽車在高速行駛轉(zhuǎn)向時(shí),后輪應(yīng)相對(duì)于前輪同向偏轉(zhuǎn),從而使汽車車身的橫擺角度和橫擺角速度大為減小,使汽車高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性顯著提高。 從后輪轉(zhuǎn)向裝置的控制方法上,四輪轉(zhuǎn)向系可分為轉(zhuǎn)角隨動(dòng)型四輪轉(zhuǎn)向系和車速感應(yīng)型四輪轉(zhuǎn)向系。轉(zhuǎn)角隨動(dòng)型四輪轉(zhuǎn)向系都是采用機(jī)械式的;而車速感應(yīng)
31、型四輪轉(zhuǎn)向系有液壓式、電子控制液壓式和全電子控制式。下面介紹不同類型的四輪轉(zhuǎn)向系。 一、機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系 1.機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成 如圖11-39所示,機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系主要由轉(zhuǎn)向盤、前輪轉(zhuǎn)向器、后輪取力齒輪箱、后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸、后輪轉(zhuǎn)向器等組成。后輪轉(zhuǎn)向也是繞轉(zhuǎn)向節(jié)主銷偏轉(zhuǎn)的,其結(jié)構(gòu)與前輪相似。 圖11-39 機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系的組成 1-后輪轉(zhuǎn)向取力齒輪箱 2-轉(zhuǎn)向盤 3-后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸 4-后輪轉(zhuǎn)向器 2.后輪轉(zhuǎn)向取力齒輪箱 1) 結(jié)構(gòu) 后輪轉(zhuǎn)向取力齒輪箱的結(jié)構(gòu)如圖11-40所示。后輪轉(zhuǎn)向取力齒輪箱中只有一對(duì)齒輪—齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu),其齒條與前輪轉(zhuǎn)向器中的齒條共用,取
32、力齒輪固定在與后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸相連的齒輪軸上,齒輪軸通過襯套支撐在齒輪箱殼的軸承孔中,后輪轉(zhuǎn)向取力齒輪箱固定在車架上。 圖11-40 后輪轉(zhuǎn)向取力齒輪箱 1-小齒輪輸出軸 2-齒條 2) 工作原理 當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤使前輪轉(zhuǎn)向時(shí),后輪轉(zhuǎn)向取力齒輪箱中的齒條在前輪轉(zhuǎn)向器中轉(zhuǎn)向齒條的帶動(dòng)下左、右移動(dòng),驅(qū)動(dòng)與其嚙合的取力齒輪旋轉(zhuǎn),并帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向操縱力的方向、大小、快慢就由后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸傳給后輪轉(zhuǎn)向器。 3.后輪轉(zhuǎn)向器 1) 功用 后輪轉(zhuǎn)向器的功用是利用后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸傳來的轉(zhuǎn)向操縱力,驅(qū)動(dòng)后輪偏轉(zhuǎn)并實(shí)現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向。另外,還要控制后輪在轉(zhuǎn)向盤的不同轉(zhuǎn)角下,相對(duì)于前輪作
33、同向或異向偏轉(zhuǎn)。 2) 結(jié)構(gòu) 后輪轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)如圖11-41所示,主要由偏心軸、齒圈、行星齒輪、滑塊、導(dǎo)向塊、轉(zhuǎn)向橫拉桿和后輪轉(zhuǎn)向器殼等組成。 圖11-41 后輪轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu) 1-后輪轉(zhuǎn)向器殼 2-行星齒輪 3-偏心軸 4-齒圈 5-滑塊 6-齒輪箱蓋 7-導(dǎo)向塊 8-轉(zhuǎn)向橫拉桿 3) 工作原理 后輪轉(zhuǎn)向器的工作原理如圖11-42所示。 圖11-42 后輪轉(zhuǎn)向器的工作原理 1-偏心軸 2-齒圈(固定) 3-行星齒輪 4-滑塊 5-轉(zhuǎn)向橫拉桿 6-導(dǎo)向塊 7、8-偏心軸 后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸輸入的轉(zhuǎn)向操縱力首先驅(qū)動(dòng)偏心軸使其繞軸線O轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)行星齒
34、輪在偏心銷的帶動(dòng)下繞軸線O公轉(zhuǎn),同時(shí)還與齒圈嚙合繞軸線P自轉(zhuǎn),偏置在行星齒輪上的偏心銷穿過滑塊的中心孔并帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng),滑塊的水平運(yùn)動(dòng)通過導(dǎo)向塊傳給轉(zhuǎn)向橫拉桿,驅(qū)動(dòng)后輪作轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角很大時(shí)(行駛速度很低,處于急轉(zhuǎn)彎狀態(tài)),后輪相對(duì)于前輪反向偏轉(zhuǎn),汽車轉(zhuǎn)向半徑減小,轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性能提高。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角很小時(shí)(高速調(diào)整行車方向或移線行駛),后輪與前輪同向偏轉(zhuǎn),使汽車高速行駛的操縱穩(wěn)定性顯著提高。 二、液壓式四輪轉(zhuǎn)向系 機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系的后輪偏轉(zhuǎn)是依靠機(jī)械傳動(dòng)將前輪偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳到后輪上。由于機(jī)械部分不可避免地存在磨損,傳動(dòng)間隙增大,而使后輪實(shí)際偏轉(zhuǎn)角不準(zhǔn)確,性能下降。因此將被車速感應(yīng)型四輪轉(zhuǎn)
35、向裝置所取代。 1.液壓式車速感應(yīng)型四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 液壓式車速感應(yīng)型四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖11-43所示,主要由前輪動(dòng)力轉(zhuǎn)向器、前輪轉(zhuǎn)向油泵、控制閥與后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、后輪轉(zhuǎn)向油泵等組成。 后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由控制閥、后輪轉(zhuǎn)向油泵和后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸組成??刂崎y的內(nèi)腔被柱塞分割成幾個(gè)工作油腔,左、右油腔分別與前輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的左、右油腔相通,柱塞的位置由前輪動(dòng)力缸內(nèi)的油壓進(jìn)行控制。后輪轉(zhuǎn)向油泵由后軸差速器驅(qū)動(dòng),其輸出油量只受車速影響。 圖11-43 液壓式四輪轉(zhuǎn)向系示意圖 1-儲(chǔ)油罐 2-轉(zhuǎn)向油泵 3-前輪動(dòng)力轉(zhuǎn)向器 4-轉(zhuǎn)向盤 5-后輪轉(zhuǎn)向控制閥 6-后輪轉(zhuǎn)向
36、動(dòng)力缸 7-鉸接頭 8-從動(dòng)臂 9-后輪轉(zhuǎn)向?qū)S糜捅? 前輪為齒輪齒條式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器,其結(jié)構(gòu)與普通液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系相同。 液壓式四輪轉(zhuǎn)向系的特點(diǎn)是低速時(shí)汽車只采用兩輪轉(zhuǎn)向,只在汽車行駛達(dá)到一定車速(50km/h)后才進(jìn)行四輪轉(zhuǎn)向。 2.液壓式車速感應(yīng)型四輪轉(zhuǎn)向系的工作原理 當(dāng)向左轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí),如圖11-44所示,前輪動(dòng)力缸與控制閥側(cè)壓力腔壓力升高。控制柱塞向右移動(dòng),柱塞的移動(dòng)量受前輪動(dòng)力缸左右腔壓力差控制,以與受轉(zhuǎn)向盤操縱力大小的控制,轉(zhuǎn)向盤操縱力越大,同時(shí)后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸輸出的油液經(jīng)過控制閥的相應(yīng)通道進(jìn)入后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的右腔,使動(dòng)力缸活塞向左移動(dòng),通過活塞桿將作用力作用于后輪懸架的中間
37、球鉸接頭,使后輪與前輪同向偏轉(zhuǎn)。當(dāng)向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí),情況則與上述相反,后輪與前輪仍同向偏轉(zhuǎn)。因后油泵送油量與車速成正比,高速時(shí)送油量大,反應(yīng)快,后輪轉(zhuǎn)角也大。在低速或倒車時(shí),則不產(chǎn)生作用。當(dāng)油壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),控制閥柱塞會(huì)保持在中間位置,保持兩輪轉(zhuǎn)向。 圖11-44 液壓式車速感應(yīng)型四輪轉(zhuǎn)向系的工作原理 三、電子控制液壓式四輪轉(zhuǎn)向系 隨著電子技術(shù)的發(fā)展,電子控制技術(shù)也應(yīng)用于四輪轉(zhuǎn)向系。在前兩種四輪轉(zhuǎn)向系中,由于采用機(jī)械和隨車速變化的油壓控制,使后輪偏轉(zhuǎn)角的控制不夠精確。在電子控制液壓式四輪轉(zhuǎn)向系中,由于采用了電子相位控制系統(tǒng),使后輪偏轉(zhuǎn)角度控制更精確。 1.電子控制液壓式四輪轉(zhuǎn)向
38、系的組成與結(jié)構(gòu) 如圖11-45所示,該系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向油泵、前動(dòng)力轉(zhuǎn)向器、后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸、車速傳感器、電子控制單元、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成。 圖11-45 電子控制液壓式四輪轉(zhuǎn)向系 1-轉(zhuǎn)向盤 2-后輪轉(zhuǎn)向系 3-后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸 4-電子控制單元 5-車速傳感器 6-前動(dòng)力轉(zhuǎn)向器 7-轉(zhuǎn)向油泵 1) 前輪轉(zhuǎn)向器和后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸 前輪轉(zhuǎn)向器為齒輪齒條式,但將齒條加長(zhǎng),與固定在后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸上的小齒輪嚙合。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤使齒條水平移動(dòng)時(shí),齒條一方面控制前輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸工作,推動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向,同時(shí)將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的方向、快慢和轉(zhuǎn)動(dòng)的角度傳給后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸,驅(qū)動(dòng)該軸轉(zhuǎn)動(dòng),以控制后輪轉(zhuǎn)向
39、。如圖11-46所示。 圖11-46 前輪轉(zhuǎn)向器 1-轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸活塞桿 2-轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸 3-轉(zhuǎn)向控制閥 4-轉(zhuǎn)向油泵 5-儲(chǔ)油罐 6-轉(zhuǎn)向齒條 7-后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸 8-轉(zhuǎn)向齒輪 9-連接板 后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)如圖11-47所示。 圖11-47 后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸 A-接前輪轉(zhuǎn)向系 B-接后輪轉(zhuǎn)向系 2) 后輪轉(zhuǎn)向系 后輪轉(zhuǎn)向系如圖11-48所示,它主要包括相位控制系統(tǒng)、液壓控制閥、后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸等組成。 圖11-48 后輪轉(zhuǎn)向系 1-轉(zhuǎn)向角比傳感器 2-后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸 3-后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸 4-電控制閥 5-液壓控制閥 6-動(dòng)力輸出桿
40、 7-步進(jìn)電機(jī) 8-回位彈簧 (1)相位控制系統(tǒng) 相位控制系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)、扇形控制齒板、擺臂、大錐齒輪、小錐齒輪、液壓控制閥聯(lián)桿等組成,如圖11-49示。后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)向齒輪連接并輸入前轉(zhuǎn)向齒條的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。一個(gè)前、后車輪轉(zhuǎn)向角比傳感器安裝在扇形控制齒板旋轉(zhuǎn)軸上。 圖11-49 相位控制系統(tǒng) 1-扇形控制齒板 2-轉(zhuǎn)向角比傳感器 3-大錐齒輪 4-液壓控制閥聯(lián)桿 5-液壓控制閥主動(dòng)桿 6-液壓控制閥 7-后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸 8-擺臂 9-步進(jìn)電機(jī) a.步進(jìn)電機(jī):用螺栓固定在殼體一端,電機(jī)輸出軸裝一錐齒輪,與固定在蝸桿軸上的另一錐齒輪嚙合,蝸桿軸的轉(zhuǎn)動(dòng)將使扇形
41、控制齒板擺動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)接受車速傳感器的電信號(hào)而轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)果使扇形控制齒板正向擺動(dòng)或逆向擺動(dòng)一定角度,從而將擺臂拉向或推離步進(jìn)電機(jī)。 b.液壓控制閥聯(lián)桿:其一端連接擺臂,中間穿過大錐齒輪上的孔,另一端與液壓控制閥主動(dòng)桿連接。大錐齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由小錐齒輪驅(qū)動(dòng)的,而小錐齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是由后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的。由此可見,液壓控制閥聯(lián)桿的運(yùn)動(dòng)是擺臂運(yùn)動(dòng)和大錐齒輪運(yùn)動(dòng)的合成,即液壓控制閥聯(lián)桿的運(yùn)動(dòng)受車速和前輪轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的綜合影響。 (2)液壓控制閥 如圖11-50所示,液壓控制閥是一滑閥結(jié)構(gòu),其滑閥的位置取決于車速和前輪轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)角。圖中表示滑閥向左移動(dòng)的過程,此時(shí)油泵送來的油液通過液壓控制閥進(jìn)入動(dòng)力缸
42、右腔,同時(shí)動(dòng)力缸左腔通過液壓控制閥與儲(chǔ)油罐相通。在動(dòng)力缸左右腔壓力的作用下,動(dòng)力輸出桿左移,使后輪向右偏轉(zhuǎn)。因?yàn)殚y套與動(dòng)力輸出桿固定在一起,所以當(dāng)動(dòng)力輸出桿左移時(shí)將帶動(dòng)閥套左移,從而改變油路通道大小,當(dāng)油壓與回位彈簧與轉(zhuǎn)向阻力的合力達(dá)到平衡時(shí)動(dòng)力輸出桿(連同閥套)停止移動(dòng)。 圖11-50 液壓控制閥結(jié)構(gòu)示意圖 1-動(dòng)力缸活塞 2-閥套 3-動(dòng)力輸出桿 4-滑閥 5-回油道 6-液壓控制閥主動(dòng)桿 A-進(jìn)油口 B-回油口 提示:上述作用原理與液壓常流滑閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置基本一致。 (3)后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸 閥套將滑閥密封,閥套內(nèi)含有連接相位控制系統(tǒng)和動(dòng)力缸的油道。輸出桿穿過
43、動(dòng)力缸活塞(輸出桿與動(dòng)力缸活塞固定連接),兩端分別與左、右轉(zhuǎn)向橫拉桿連接,在動(dòng)力缸兩腔的壓差作用下,輸出桿向左或向右移動(dòng),從而使得后輪作相應(yīng)偏轉(zhuǎn)。當(dāng)汽車直線行駛時(shí),在動(dòng)力缸兩腔的回位彈簧與油壓作用下,使后輪處于直線行駛位置。此功能也使得當(dāng)電子控制系統(tǒng)或液壓回路出現(xiàn)故障時(shí),后輪回到直線行駛位置,使四輪轉(zhuǎn)向變成一般的兩輪轉(zhuǎn)向工作狀態(tài)。 3) 電子控制系統(tǒng) 電子控制系統(tǒng)由四輪轉(zhuǎn)向電子控制單元、轉(zhuǎn)角比傳感器和電控油閥組成。 (1)四輪轉(zhuǎn)向電子控制單元 四輪轉(zhuǎn)向電子控制單元的功用是: a.根據(jù)車速傳感器送來的電脈沖信號(hào)計(jì)算汽車的車速,再根據(jù)車速的高低計(jì)算汽車轉(zhuǎn)向時(shí)前后輪的轉(zhuǎn)角比。 b.比較前
44、后輪理論轉(zhuǎn)角比與當(dāng)時(shí)的前后輪實(shí)際轉(zhuǎn)角比,并向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)角大小的運(yùn)轉(zhuǎn)指令。另外還起監(jiān)視控制四輪轉(zhuǎn)向電控系統(tǒng)工作是否正常的作用。 c.發(fā)現(xiàn)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)工作出現(xiàn)異常時(shí),點(diǎn)亮警告信號(hào)燈,并斷開電控油閥的電源,使四輪轉(zhuǎn)向處于兩輪轉(zhuǎn)向狀態(tài)。 (2)轉(zhuǎn)角比傳感器 轉(zhuǎn)角比傳感器的功用是檢測(cè)相位控制系統(tǒng)中的扇形控制齒板的轉(zhuǎn)角位置,并將檢測(cè)出的信號(hào)反饋給四輪轉(zhuǎn)向電子控制單元,作為監(jiān)督和控制信號(hào)使用。 (3)電控油閥 電控油閥的功用是控制由轉(zhuǎn)向油泵輸向后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的油路通斷。當(dāng)液壓回路或電子控制線路出現(xiàn)故障時(shí),電控油閥就切斷由轉(zhuǎn)向油泵通向液壓控制閥的油液通道,使四輪轉(zhuǎn)向裝置處于一般兩輪轉(zhuǎn)
45、向工作狀態(tài),起到失效保護(hù)的作用。 2.后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理 1) 當(dāng)車速低于35km/h時(shí),如圖11-51a)所示。扇形控制齒板在步進(jìn)電機(jī)的控制下向負(fù)方向偏轉(zhuǎn)。假設(shè)轉(zhuǎn)向盤向右轉(zhuǎn)動(dòng),則小錐齒輪、大錐齒輪分別向空白箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng),擺臂在扇形齒板和大齒輪的帶動(dòng)下最終向右上方擺動(dòng),液壓控制閥輸入桿和滑閥也向右移動(dòng),由轉(zhuǎn)向油泵輸送的高壓油液進(jìn)入后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的左腔,使后輪向左偏轉(zhuǎn),即后輪相對(duì)于前輪反向偏轉(zhuǎn)。使車輛轉(zhuǎn)向半徑減小,提高了低速時(shí)的機(jī)動(dòng)性。 圖11-51 后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理 (a)逆相位 (b)同相位 (c)中間位置 1-大錐齒輪 2-扇形控制齒板 提示:液壓控制閥移
46、動(dòng)的行程大小與扇形齒板的轉(zhuǎn)角大小成正比。 2) 當(dāng)車速高于35km/h時(shí),如圖11-51b)所示。扇形控制齒板在步進(jìn)電機(jī)的控制下向圖中正方向移動(dòng)。假設(shè)這時(shí)轉(zhuǎn)向盤仍向右轉(zhuǎn)動(dòng),擺臂向左上方擺動(dòng),將液壓控制閥輸入桿和滑閥向左拉動(dòng),由轉(zhuǎn)向油泵輸送的高壓油液進(jìn)入后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的右腔,結(jié)果使后輪向右偏轉(zhuǎn),即后輪相對(duì)于前輪同向偏轉(zhuǎn)。使汽車高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性顯著提高。 3) 當(dāng)車速等于35km/h時(shí),如圖11-51c)所示。扇形控制齒板處于中間位置,搖臂處于與大錐齒輪軸線垂直的位置。不管轉(zhuǎn)向盤向左還是向右轉(zhuǎn)動(dòng),液壓控制閥輸入桿均不產(chǎn)生軸向位移,后輪保持與汽車縱向軸線平行的直線行駛狀態(tài)。 測(cè)試題:1.說明機(jī)械式和液壓式車速感應(yīng)型四輪轉(zhuǎn)向系的基本組成。 2.對(duì)照實(shí)物或圖片說明電子控制液壓式四輪轉(zhuǎn)向系的組成、各主要機(jī)件的名稱和工作原理。
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