模塊四汽車電子轉向EPS控制電路檢修

任務1EPS系統認知

任務2

君達牌汽車轉向系統的檢修任務3奇瑞A3車電動助力轉向系統檢修

任務1EPS系統認知任務目標理解電動助力轉向系統的組成，結構特點與工作原理。掌握電子轉向系統的故障診斷基本方法。學會檢測電動助力轉向系統的常見故障。下一頁返回

任務1EPS系統認知一、EPS的組成EPS由機械轉向器、驅動電機、減速機構、方向盤扭矩傳感器、車速傳感器及電控單元(包括控制單元和驅動單元)等組成，如圖4-1。圖4-1汽車EPS的組成1一轉向盤;2一輸入軸;3一ECU;4一電動機;5一電磁離合器6一轉向齒條;7一橫拉桿;8一轉向輪;9一輸出軸;10一扭力桿11一扭矩傳感器;12一轉向齒輪

任務1EPS系統認知二、EPS的工作原理汽車在轉向時，轉矩傳感器會檢測到駕駛員施加在轉向盤上的力矩和轉動的方向，這些信號通過數據總線發給電子控制單元，電子控制單元根據轉向盤的轉動力矩、擬轉動的方向以及車輛速度等數據信號，向電動機控制器發出動作指令，從而電動機就會根據具體的需要，輸出相應大小的轉向助力矩來產生助力。當不轉向時，電子控制單元不向電動機控制器發出信號指令，系統處于休眠狀態等待調用。同時，電子控制單元根據車輛速度信號，通過控制助力電機的輸出扭矩來實現轉向助力，減少駕車者在低速行駛時方向盤“沉”和高速行駛時方向盤“飄”的感覺。當操縱轉向盤時，裝在轉向柱上的轉矩傳感器不斷測出轉向柱上的轉矩，并由此產生一個電壓信號，該信號與車速信號同時輸入電子控制單元，由電子控制單元中的微機根據這些輸入信號進行運算處理，確定助力轉矩的大小與方向，即選定電動機的電流/電壓和方向，調整轉向的輔助助力。電動機的轉矩由電磁離合器通過減速機構減速增扭后，施加在汽車的轉向機構上，使之得到一個與汽車轉向狀態相適應的轉向作用力。下一頁返回

任務1EPS系統認知三、扭矩傳感器扭矩傳感器的功能是測量駕駛員作用在方向盤上的力矩大小和方向，以及方向盤轉角的大小和方向。為了實現上述目的該裝置使用一個電位計，這種電位計輸出兩個彼此獨立的系統扭矩信號，即主信號和副信號，控制器同時監控兩個信號，并用副信號來檢查主信號是否正確。目前在實際中用得較多的是在轉向軸位置加一拉桿，通過拉桿檢測輸入軸和輸出軸的相對扭轉位移得到扭矩。扭桿式電位計傳感器其結構如圖4-2所示。下一頁返回圖4-2扭桿式扭矩傳感器結構圖1一齒輪;2一差分變速器;3一接口電路;4一轉矩輸入軸;5一扭力桿;6一傳動齒輪;7一直流發電機;8一凸塊;9一滑套;10一變壓器繞組

任務1EPS系統認知另外也有采用體積小、精度高的非接觸式扭矩傳感器。其原理是:當輸入軸與輸出軸之間發生相對扭轉位移時，磁極環之間的空氣間隙發生變化，從而引起電磁感應系數變化，其結構如圖4-3所示。下一頁返回圖4-3非接觸式扭矩傳感器1一檢測環;2一檢測線圈;3一輸入軸;4一輸出軸

任務1EPS系統認知四、助力電機作為EPS的助力源，電動機的功能是根據電子控制單元的指令輸出適宜的輔助扭矩。我們選用無刷永磁直流電動機。其最大電流為30A左右，額定電壓為12V，額定轉矩為10NM左右。這種電動機具有運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好等諸多優點。助力電動機的功用是根據控制器的指令產生相應的轉矩輸出。助力電動機對EPS系統性能的影響很大，是EPS的關鍵部件之一。轉向助力用直流電動機需要正反轉控制，其正反轉控制原理，如圖4-4所示。下一頁返回圖4-4助力電機正反轉控制原理圖

任務1EPS系統認知五、電磁離合器如圖4-5，為單片干式電磁離合器的工作原理圖:當電磁離合器控制電流通過滑環進入電磁離合器線圈時，主動輪產生電磁吸力，帶花鍵的壓板被吸引，并與主動輪壓緊，于是電動機的助力經過輸出軸、主動輪、壓板、花鍵和從動軸傳遞給執行機構。

EPS中的電磁離合器主要是起到安全保護的作用，當EPS發生故障、助力電機工作電流過大等情況下，電磁離合器會及時切斷，汽車仍可以以傳統的機械轉向裝置進行工作，從而保障整個系統和行車的安全。下一頁返回圖4-5電磁離合器工作原理1一滑環;2一線圈;3一壓板;4一花鍵;5一從動軸6一主動輪;7一滾珠軸承

任務1EPS系統認知六、減速機構

EPS的助力減速機構與電動機相連，是放大電動機的輸出扭矩，將其傳遞至轉向柱上的重要組成部分，在系統中占有重要位置。圖4-7所示即為日本鈴木公司奧拓汽車助力轉向用轉矩傳感器與減速機構的安裝實例。圖中的3、9、10為減速機構。下一頁返回圖4-7蝸輪蝸桿式減速機構1一轉矩傳感器;2一控制臂;3一輸入軸;4一扭桿;5一滑塊;6一球槽;7一滑環;8一鋼珠;9一蝸輪;10一蝸桿;11一電磁離合器;12一電動機

任務1EPS系統認知七、車速傳感器車速傳感器常采用電磁感應式。當汽車行駛時，固定在變速箱內側的齒輪盤轉動，與固定在變速箱殼體上的車速傳感器產生相對移動，車速傳感器獲得連續的正弦信號，信號頻率與車速成正比。八、電子控制單元電子控制單元ECU作為關鍵部件，主要有微處理器、與傳感器輸入信號相匹配的接口電路、微處理器內置的模數轉換器(A/D)、PWM、監測微處理器工作的監測電路，無刷直流電動機的驅動電路和MOSFET組成的放大驅動電路等部分組成。其基本工作原理如下:轉向時，控制單元根據檢測到傳感器的信號以及電機的電流/電壓信號，判斷汽車的轉向狀態(轉向或“轉向回正”)，向驅動單元發出控制指令，通過電機驅動芯片使MOSFET按一定的占空比導通，使電機按方向盤轉動的速度和方向產生所需的助力轉矩，協助駕駛員進行轉向操縱。下一頁返回

任務2

君達牌汽車轉向系統的檢修君達牌汽車的動力轉向系統由三大部分組成,如表4-1所列,其構成如圖4-8所示。汽車轉向系統的功能在于:汽車按駕駛員的要求,適時改變行駛方向,保證汽車安全穩定地行駛在各種路段上。汽車轉向是通過前輪在路面上偏轉一定的角度來實現的。而這種偏轉,則是通過轉向系統內各部件協調配合完成的。下一頁返回組成部分零部分件舉例轉向操縱部分方向盤、轉向操縱軸、轉向管套、中間傳動軸動力轉向部分轉閥式動力轉向器、轉向油泵、貯液罐、油管轉向傳動部分轉向搖臂、左或右搖臂支承總成、轉向橫拉桿總成、轉向節臂任務2

君達牌汽車轉向系統的檢修君達汽車轉向系統的傳動過程是:方向盤→轉向管柱(軸)→雙向萬向節中間傳動軸→轉閥循環球式動力轉向器(液壓助力)→轉向搖臂→轉向橫拉桿→轉向拉桿→轉向節臂→轉向節→前輪。下一頁返回圖4-8君達牌汽車轉向系統組成1.方向盤2.轉向管柱3.轉向操縱軸4.雙萬向節中間傳動軸5.ZDZ6轉閥式動力轉向器6.轉向搖臂7.左或右搖臂支承總成8轉向橫拉桿9.左右轉向拉桿一、轉向操縱部分1.結構概述轉向操縱部分主要包括方向盤(380㎜)、轉向管柱和軸、雙萬向節的中間傳動軸等。它的主要功能是將駕駛員給予方向盤左或右的旋轉運動,通過轉向管柱(軸)組合件,傳遞給雙向萬向節的中間軸,再輸送給轉閥循環球式動力轉向機,圖4-9是轉向橾縱部分構成圖。下一頁返回任務2

君達牌汽車轉向系統的檢修圖4-9轉向操縱機構1.罩蓋2.方向盤固定螺母3.方向盤4.轉向操縱罩殼5.組合開關6.開口環7.墊圈8.點火開關9.轉向管柱(軸)組合件10方向盤角度調整手柄11.固定螺栓12.喇叭按鈕二、動力轉向部分君達汽車的動力轉向機構,是在普通扇形齒輪軸和蝸桿螺母組件的循環球式轉向器基礎上,增加了液壓裝置而成的。液壓裝置主要由位于轉向器上部的旋轉閥、受發動機驅動的轉向油泵、裝于前圍板上的貯液器和高低壓油管等組成。其構成如圖4-16所示。下一頁返回

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君達牌汽車轉向系統的檢修三、轉向傳動部分君達汽車的轉向傳動機構,如圖4-42所示。轉向傳動機構由轉向橫拉桿和左右轉向拉桿組合而成。下一頁返回圖4-42轉向傳動機構1.轉向橫拉桿2.球頭銷3.球頭銷4.左轉向拉桿5.右轉向拉桿6.轉向搖臂7.搖臂支承總成8.轉向搖臂9.固定大螺母

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君達牌汽車轉向系統的檢修一、奇瑞車電動助力轉向系統的組成和工作原理1.奇瑞車電動助力轉向的組成如圖4-47所示,奇瑞車電動助力轉向系統由機械轉向器、電動機、離合器、控制裝置、轉矩傳感器和車速傳感器組成。下一頁返回

任務3奇瑞A3車電動助力轉向系統檢修圖4-47電動助力轉向系統的組成2.奇瑞車電動助力轉向系統工作原理電動助力轉向系統工作原理如圖4-48所示,在操縱轉向盤時,轉矩通過輸入軸被傳遞到扭力桿,扭力桿為彈性軸,相對輸出軸產生角位移,輸入軸和輸出軸之間產生角位移差,通過轉矩傳感器將其轉換為電壓信號并傳送到控制器。控制器根據車速信號和轉矩信號的大小,計算出理想的目標助力力矩,轉化為電流指令電流大小和方向給電動機,從而控制電動機傳給輸出軸的轉矩大小,實現在不同轉矩和不同車速下的適當的轉向助力,獲得最佳轉向特性,協助駕駛人進行轉向操縱,減輕對轉向盤的操作力。下一頁返回1一輸出軸；2一減速器；3一扭力桿；4一轉矩傳感器；5一轉向盤；6一輸人軸；7一車速信號；8一轉向助力電動機；9一控制電流；10一開關電流；11一離合器；12一小齒輪；13一齒條；14一拉桿；15一輪胎圖4-48電動助力轉向系統工作原理

任務3奇瑞A3車電動助力轉向系統檢修三、奇瑞車動力轉向系統的檢查與調整動力轉向系統出現的故障大多是由于沒有及時地檢查維護而的引起的。因此,為了減少動力轉向系統的故障,應對動力轉向系統進行定期檢查和必要的維護調整。1）將汽車停放在平坦的地面上；2）在發動機怠速時,轉動轉向盤數次,使轉向油液溫度達到80℃左右；3）檢查轉向液是否起泡或乳化,如果轉向液起泡或乳化,表示轉向液內已滲人空氣,此時應進行排氣操作；4）檢查轉向液油質,若轉向油液變質或使用期限已到,應更換油液；5）檢查儲液罐油位高度,確保油位在儲液罐的油位上限和油位下限之間。當油液沒有變質,也沒有滲人空氣,而只是油面高度低于油位下限,有時可能有泄漏,應檢查并修理泄漏部位,然后按需添加規定的油液,使油位在油位上限附近。下一頁返回

任務3奇瑞A3車電動助力轉向系統檢修2.排除動力轉向液壓系統中的空氣當汽車轉向液壓系統滲人空氣后,由于空氣的可壓縮性,造成汽車轉向操作不穩、忽輕忽重,影響汽車的轉向安全性。液壓系統滲人空氣的主要原因是.油管接頭連接不牢或接頭損壞油管破裂或重新連接油管后沒有進行排氣或排氣不干凈；在更換轉向油時排氣不干凈；儲罐油面過低等。為保證汽車轉向省力,操作平穩安全,應及時排出轉向液壓系統中的空氣。排氣前,應按規定加注液壓油。具體方法是：1）將汽車前部頂起,并用支架牢靠固定；2）轉動轉向盤,從左極限位置轉到右極限位置,來回轉動3一5次；下一頁返回

任務3奇瑞A3車電動助力轉向系統檢修3）起動發動機,使之怠速運轉,并重復上述轉動轉向盤的過程3一5次；4）將汽車前部放下,讓發動機怠速運轉,來回再轉動轉向盤5一8次,使油溫升高,然后將轉向盤置于中間位置,檢查并記錄儲液罐內油平面高度；5）關閉點火開關,使發動機熄火,待其停止轉動3一5min后,再查看儲液罐內油面高度,并與4的油面高度進行比較,若兩次無差值或差值小于0.5mm,而且油液中無氣泡或乳化現象,說明系統內空氣已排凈。否則,仍需重復4.5兩步驟,直至空氣被排凈為止；6）檢查油位,根據需要可向儲液罐中加注油液至規定油位。下一頁返回

任務3奇瑞A3車電動助力轉向系統檢修3.更換動力轉向液當動力轉向裝置出現故障進行檢修或油液變質時,應先更換動力轉向液。其具體步驟是.1）將汽車前部頂起,用支架牢靠固定；2）拆下儲液罐的回油軟管,從儲液罐及回油軟管上放出舊油至適當的容器中。小心不要把舊油灑到車體或零部件上,以免損壞車漆,若濺灑應立即擦凈；3）使發動機怠速運轉,一面排油,一面將轉向盤連續地左右轉到極限位置,直到油液排盡,再關閉發動機；4）將回油軟管重新安裝到儲油罐上；5）向儲液罐加規定的液壓油至油位上限；6）起動發動機并且怠速運轉,然后轉動轉向盤從左極限到右極限位置若干次,以便排出轉向液壓系統中的空氣；7）重新檢查油位,必要時可加注規定的液壓油位至儲油罐上限。下一頁返回

任務3奇瑞A3車電動助力轉向系統檢修4.檢查和調整動力轉向泵傳動帶的攝度奇瑞轎車動力轉向油泵工作的動力來自發動機,是通過傳動帶傳遞的。若傳動帶過松易打滑,將會導致油泵供油量降低,轉向系統的油壓過低,使轉向沉重；若傳動帶過緊,會導致油泵軸及軸承受力增加,從而加快零件的磨損,降低機件及傳動帶的使用壽命,同時發動機功率的消耗增加。（1）檢查

a.傳動帶靜撓度檢查法在動力轉向泵傳動帶的中部施加100N的力,測量傳動帶的靜撓度,其撓度值應符合標準,否則應予以調整。舊傳動帶的標準靜撓度為13-14mm；新傳動帶的標準靜撓度為:9-10mm。b.傳動帶運轉檢查法汽車停在干燥路面上,發動機運轉使油液升到正常溫度后,左右轉動轉向盤,當轉向盤轉到極限位置時,動力轉向泵輸出油壓最大,此時傳動帶的負荷最大,如果傳動帶打滑,說明傳動帶緊度不夠或油泵內有機械損傷。下一頁返回

任務3奇瑞A3車電動助力轉向系統檢修（2）調整a.松開張緊輪固定螺栓；b.壓緊張緊輪使傳動帶張緊,并同時擰緊固定螺釘；c.起動發動機,將轉向盤從左右極限位置之間連續轉動幾次人，再關閉發動機；d.重新檢查傳動帶撓度。若傳動帶張緊度不符合標準，則重新調整直到符合要求為止。5.檢測動力轉向泵輸出壓力檢查動力轉向泵的輸出油壓,主要是為了確定動力轉向泵或轉向齒輪機構是否有故障。為準確地測出動力轉向泵的輸出油壓,檢測前應使儲油罐油位正常和動力轉向泵傳動帶的張緊力符合標準。下一頁返回

任務3奇瑞A3車電動助力轉向系統檢修動力轉向泵輸出油壓檢測步驟如下：1）完全開啟手動閥；2）起動發動機并使其怠速動轉；3）將轉向盤從左右轉動的極限位置之間連續轉動若干次,使轉向油液溫度升到80℃,并確保液面高度正常；4）在發動機轉速為8900r/min時測量靜態油壓,如動力轉向泵良好,則壓力表的讀數至少應300KPa1（不轉向時的最低壓力);5）逐漸關閉手動閥,直到壓力表指針穩定不動,讀取壓力值。此時動力轉向泵的輸出標準壓力至少應為6.2-6.9MPa（車輪轉向受阻時的最大壓力）；6）迅速完全開啟手動閥,注意手動閥關閉時間每次不要超過5s否則轉向泵容易過熱而損壞.下一頁返回

任務3奇瑞A3車電動助力轉向系統檢修6.檢查轉向操縱力檢查車輪開始轉動的操縱力時,將汽車停放在水平、干燥、清潔的路面上,輪胎充氣到正常氣壓,并使儲罐油位正常及轉向泵傳動帶張緊至標準值。其檢查過程如下：1）起動發動機,使其怠速運轉,同時連續左右轉動轉向盤至各極限位置若干次,以使轉向油液升溫2）使前輪處于直線行駛位置；3）按圖2所示將彈簧測力計連接到轉向盤輪緣上；4）起動發動機,使其怠速運轉,并拉彈簧測力計，一旦轉向輪胎開始轉動時,記下彈簧測力計讀數；彈簧測力計的讀數應小于40N,如果此讀數過大,說明車輪開始轉動所需的轉向盤操縱力過大,動力轉向工作不正常,則應檢查動力轉向泵和轉向器3如動力轉向泵壓力正常而轉向操縱力過大,則應檢查轉向控制閥、動力液壓缸及轉向器。下一頁返回

任務3奇瑞A3車電動助力轉向系統檢修7.動力轉向液壓系統外部油液泄漏的檢查液壓動力轉向系統的外部油液故障主要是由于油封及密封圈損壞或老化、殼體或金屬件破裂、油管滲漏或油管接頭松脫等原因造成,其中可能泄漏的部件有油管、動力轉向泵、轉向控制閥、動力液壓缸、儲油罐等?？赏ㄟ^油封、損壞件或緊固接頭予以修復。液壓動力轉向系統常見的泄漏部位有：泵油封泄漏、泵