底盘讲义之动力转向系和四轮转向系

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1、底盘讲义之动力转向系和四轮转向系（二）作者：佚名来源：发布时间：2010年03月25日　 课题11.5电动动力转向系的基本结构和工作原理学习目标鉴定标准教学建议1.      掌握电动动力转向系的组成、基本结构和工作原理应知：电动动力转向系的组成、基本结构和工作原理。 建议：用多媒体或实物示教板讲解组成、基本结构和工作原理。 普通动力转向系的助力特性是不变的，且与车速无关，这会导致停车及低速时，转向盘操纵沉重，中速时较轻快，当车速增高时更加轻快。如果考虑停车及低速时的轻便性，则使高速时操纵力过小，路感下降，易出现转向过度

2、。反之会使停车及低速时操纵力过大，转向沉重，效率下降。为了实现在各种行驶条件下转向盘上所需要的力都是最佳值，必须采用更先进的电子控制动力转向系统。电子控制动力转向系可分为：电动式动力转向系、电控液力式转向系、电动液力式转向系。本课题先介绍电动式动力转向系。一、电动动力转向系概述1．电动动力转向系的组成如图11-24所示，该系统通常由转矩传感器、车速传感器、电动机、电磁离合器、减速机构、电子控制单元等组成。各部件在车上的布置如图11-25所示。图11-24电动动力转向系的组成1-转向盘2-输入轴（转向轴）3-电子控制单元4

3、-电动机5-电磁离合器6-转向齿条7-转向横拉杆8-轮胎9-输出轴10-扭力杆11-转矩传感器12-转向齿轮 图11-25电动动力转向系在车上的布置1-车速传感器2-转矩传感器3-减速机构4-电动机与离合器5-发电机6-转向机构7-发动机转速传感器8-蓄电池9-电子控制单元提示：此处可参观具有电动动力转向系的车辆，增加感性认识。2．电动动力转向系的工作原理当操纵转向盘时，装在转向轴上的转矩传感器不断测出转向轴上的转矩，并由此产生一个电压信号。该信号与车速信号同时输入电子控制单元，电子控制单元根据这些输入信号进行运算处理，

4、确定助力转矩的大小和转向，即选定电动机的电流和转向，调整转向的助力。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。二、电动动力转向系统（EPS）部件结构及工作原理1．转矩传感器转矩传感器也称称转向传感器，其作用是通过测定转向盘与转向器之间的相对转矩，作为电动助力的依据之一。转矩传感器的结构、原理如图11-26所示。图11-26转矩传感器原理a)结构图b)原理图用磁性材料制成的定子和转子可以形成闭合的磁路，线圈A、B、C、D分别绕在极靴上，形成一个桥式回路。转向

5、轴扭转变形的扭转角与转矩成正比，所以只要测定轴的扭转角，就可间接地知道转向力的大小。在线圈的U、T两端施加连续的脉冲电压信号Ui，当转向轴上的转矩为零时，定子与转子的相对转角也为零。这时转子的纵向对称面处于定子AC、BD的对称平面上，每个极靴上的磁通量是相同的。电桥平衡，V、W两端的电位差U0=0。如果转向轴上存在转矩时，定子与转子的相对转角不为零，此时转子与定子间产生角位移θ。极靴A、D间的磁阻增加，B、C间的磁阻减小，各个极靴的磁阻产生差别，电桥失去平衡，在V、W两端产生电位差。这个电位差与轴的扭转角θ和输入电压Ui

6、成比例，从而可知道转向轴的转矩。一种实际应用的转矩传感器结构如图11-27所示，其工作原理与上基本相同，优点是便于安装。图11-27实际应用的转矩传感器1-检测环2-检测线圈3-输入轴4-输出轴2．电动机、电磁离合器与减速机构电动机、电磁离合器和减速机构组成的整体称为电机组件，其结构如图11-28所示。图11-28电机组件1-电磁离合器2-涡轮3-斜齿轮1)电动机转向助力电动机就是一般的永磁电动机（原理不再叙述），电动机的输出转矩控制是通过控制其输入电流来实现，而电动机的正转和反转则是由电子控制单元输出的正反转触发脉冲控

7、制。图11-29是一种比较简单实用的正反转控制电路。图11-29电动机正反转控制电路a1、a2为触发信号端。从电子控制单元得到的直流信号输入到a1、a2端，用以触发电动机产生正反转。当a1端得到输入信号时，晶体管T3导通，T2管得到基极电流而导通，电流经T2管的发射极和集电极、电动机M、T3管的集电极和发射极搭铁，电动机有电流通过而正转。当a2端得到输入信号时，晶体管T4导通，T1管得到基极电流而导通，电流经过T1管的发射极和集电极，电动机M、T4管的集电极和发射极搭铁，电动机有反向电流通过而反转。控制触发信号端的电流大

8、小，就可以控制电动机通过电流的大小。2)离合器一般使用干式单片电磁离合器，如图11-30所示。工作电压为12V，额定转速时传递的转矩为15N·m，线圈电阻（20℃时）为19.5Ω。图11-30电磁离合器的结构1-滑环2-线圈；3-压板；4-花键；5-从动轴；6-主动轮；7-滚珠轴承其工作原理是：当电流通过滑环进入离合