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電動助力轉向系統工作原理,解析什麽是電動助力轉向系統

[ 发布日期:2019-06-10 点击:22 来源:洛陽AG8.COM電氣有限公司 【打印此文】 【關閉窗口】]
  電動助力轉向系統是一種協助方向盤轉向的系統,是汽車上不可或缺的一部分,它的好壞直接影響了車輛的穩定性與安全性,今天AG8.COM新能源動力系統研發廠家爲您詳細解說電動助力轉向系統工作原理,結構以及優缺點。

  電動助力轉向系統(ElectricPowerSteering,縮寫EPS)是一種直接依靠電機提供輔助扭矩的動力轉向系統,與傳統的液壓助力轉向系統HPS(HydraulicPowerSteering)相比,該系統省去了液壓動力轉向系統,由電動助力機直接提供轉向助力。

转向器试验台

  一、电动助力转向系统的工作原理

  駕駛員在操縱方向盤進行轉向時,轉矩傳感器檢測到轉向盤的轉向以及轉矩的大小,將電壓信號輸送到電子控制單元,電子控制單元根據轉矩傳感器檢測到的轉矩電壓信號、轉動方向和車速信號等,向電動機控制器發出指令,使電動機輸出相應大小和方向的轉向助力轉矩,從而産生輔助動力。汽車不轉向時,電子控制單元不向電動機控制器發出指令,電動機不工作。根據車速的不同,提供電動機不同的助力效果,以保證汽車在低速轉向行駛時輕便靈活,高速轉向行駛時穩定可靠。

  二、电动助力转向系统的种类

  電動助力轉向系統按照輔助電機的布置方式可分爲四種:

電動助力轉向系統工作原理

  1、轉向柱助力式

  轉向軸助力式轉向系統其轉矩傳感器、電動機、離合器和轉向助力機構組成一體,安裝在轉向柱上。其特點是結構緊湊,電動機助力的響應性較好。但由于助力電機安裝在駕駛艙內,受到空間布置和噪音的限制,電機的體積較小,輸出扭矩不大,一般只用在小型及緊湊型車輛上。

  2、小齒輪助力式

  齒輪助力式轉向系統的轉矩傳感器、電動機、離合器和轉向助力機構仍爲一體,只是整體安裝在轉向小齒輪處,直接給小齒輪助力,能夠獲得較大的轉向力。可用于中型車輛,提供較大的助力值。該形式可使各部件布置更方便,但當轉向盤與轉向器之間裝有萬向傳動裝置時,轉矩信號的取得與助力車輪部分不在同一直線上,助力控制特性難以保證准確。

電動助力轉向系統工作原理

  3、齒條助力式

  齒條助力式轉向系統的轉矩傳感器單獨地安裝在小齒輪處,電動機與轉向助力機構一起安裝在小齒輪另一端的齒條處,用以給齒條助力。齒條助力式系統的動力輔助單元安裝在齒條上,具體安裝位置比較自由,因此在汽車的底盤布置時非常方便。此外,同小齒輪助力式相比,能提供更大的助力值,可用于較大的車輛上,主要用于重型汽車。

  4、直接助力式

  直接助力式系統的動力輔助機構和轉向器的齒條組成一個獨立的單元,很容易布置在發動機艙內。電動系統的靈活性可實現轉向輪、多轉輪、操縱杆和有線制導組件等輸入裝置的零更換。系統中的可組態交流驅動裝置實現了參數性能的便捷調節,在與電氣牽引系統配套使用時,用戶可根據載荷和轉向角度對牽引速度進行控制,改善電動車輛的駕駛性能、穩定性以及總體安全性。

  三、电动助力转向系统的组成

  EPS(電動助力轉向系統)主要由扭矩傳感器、車速傳感器、電動機、減速機構和電子控制單元(ECU)等組成。

  四、电动助力转向系统优点

電動助力轉向系統工作原理

  1.降低了燃油消耗

  傳統的液壓助力轉向系統由發動機帶動轉向油泵,不管轉向或者不轉向都要消耗發動機部分動力。而電動助力轉向系統只是在轉向時才由電機提供助力,不轉向時不消耗能量。因此,電動助力轉向系統可以降低車輛的燃油消耗。

  2、增強了轉向跟隨性

  電動助力機與助力機構直接相連可以使其能量直接用于車輪的轉向。該系統利用慣性減振器的作用,使車輪的反轉和轉向前輪擺振大大減水。因此轉向系統的抗擾動能力大大增強和液壓助力轉向系統相比,增強了轉向車輪對轉向盤的跟隨性能。

  3、改善了轉向回正特性

  動力轉向系統性能的發展已經到了極限,電動助力轉向系統的回正特性改變了這一切。該系統還可以讓工程師們利用軟件在最大限度內調整設計參數以獲得最佳的回正特性。從最低車速到最高車速,可得到一簇回正特性曲線。

電動助力轉向系統工作原理

  4、提高了操縱穩定性

  通過對汽車在高速行駛時過度轉向的方法測試汽車的穩定特性。采用該方法,給正在高速行駛(100km/h)的汽車一個過度的轉角迫使它側傾,在短時間的自回正過程中,由于采用了微電腦控制,使得汽車具有更高的穩定性,駕駛員有更舒適的感覺。

  5、提供可變的轉向助力

  電動助力轉向系統的轉向力來自于電機。通過軟件編程和硬件控制,可得到覆蓋整個車速的可變轉向力。可變轉向力的大小取決于轉向力矩和車速。無論是停車,低速或高速行駛時,它都能提供可靠的,可控性好的感覺,而且更易于車場操作。

  6、采用綠色能源

  電動助力轉向系統應用"最幹淨"的電力作爲能源,完全取締了液壓裝置,不存在液壓助力轉向系統中液態油的泄漏問題,可以說該系統順應了"綠色化"的時代趨勢。

  7、結構簡單,占用空間小

  由于該系統具有良好的模塊化設計,所以不需要對不同的系統重新進行設計、試驗、加工等,不但節省了費用,也爲設計不同的系統提供了極大的靈活性,而且更易于生産線裝配。

  8、生産線裝配性好

  電動助力轉向系統沒有液壓系統所需要的油泵、油管、流量控制閥、儲油罐等部件,零件數目大大減少,減少了裝配的工作量,節省了裝配時間,提高了裝配效率。

  五、电动助力转向系统缺点

  1、可靠性

  雖然現在電動助力轉向技術已經非常成熟,但是電子系統還是要比純機械結構“嬌氣”一些。尤其是在激烈駕駛情況下,助力電機容易出現過載,影響助力系統工作,所以很多考慮激烈駕駛工況的性能車型都還在使用液壓助力轉向系統。

電動助力轉向系統工作原理

  2、功率的問題

  于目前的大多數車輛來說,使用的都是12V的電源系統,能夠帶動的助力電機功率有限,雖然可以通過搭配不同的減速機構改變助力電機的承載能力,適應範圍較電子液壓助力更廣,但是改變範圍畢竟有限,對于轉向負荷較大的大型車輛來說,電動助力仍然有些力不從心。

  六、电动助力转向系统故障解决方法

  電動助力轉向系統故障指示燈
  “EPS”故障燈或一個“方向盤”故障燈
  故障解決方法
  電動助力系統的故障,除去機械部分故障外,就剩電子部分的故障。如轉向角傳感器故障,電機損壞,控制模塊損壞等。
  在診斷帶電動助力的車輛時,我們應先讀取故障碼,然後再根據故障碼維修即可,電子故障多爲轉角傳感器故障。大家在維修的時候要注意一點,就是在維修後(拆電池頭、更換傳感器、控制器等),需要進行匹配後才能正常使用。不然會報故障碼,如轉向角度傳感器信號不可靠。
  这里给大家介绍一下大众速腾转向角传感器的基本设定方法 方法一
  打開點火開關
  左右各打一圈後將方向盤打到正中位置;
  5053進44,選擇11CODING;
  輸入31857(車型不同,PIN碼也不同),安全登錄;
  登錄後,返回選擇基本設定;
  選擇組號060並執行

  PS:不同診斷電腦匹配方法也有所不同,有的診斷電腦,直接選擇匹配,轉角傳感器匹配即可。

電動助力轉向系統工作原理

  方法二
  方向盤打正(前輪處于直線行駛狀態);
  啓動發動機;
  方向盤向左轉動10°左右,停頓2秒鍾,回正,再朝右轉動10°左右,停頓2秒鍾,回正。
  雙手離開方向盤,停頓2秒鍾,然後將方向盤向左打到底,停頓2秒鍾,再朝右打到底,停頓2秒鍾,回正;
  關閉點火開關。
  注:進行轉向位置傳感器匹配後,必須讀取,清除無故障碼後,設定工作才能結束。
  有時候會碰到,需要多次設定才能成功的現象屬于正常現象。