模块四 转向系统的检修（教案）《新能源汽车底盘检测与维修》同步精品课堂（劳动版·第3版）

《新能源汽车底盘检测与维修》教案 课 题 模块四 转向系统的检修 课 型 理论课 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课的内容是关于《新能源汽车底盘检测与维修》中的模块四。要求学生理解新能源汽车的功用、结构等，课标要求是掌握新能源汽车的作用。选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《新能源汽车底盘检测与维修》（第三版），学习内容是新能源汽车的内容和各项方法。 学情分析 知识储备：对新能源汽车有着初步的了解。 能力水平：熟悉新能源汽车的各项方法。 学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。 学习目标 知识目标：理解维护工具与设备的使用。 能力目标：能够掌握维护作业前的准备。 素质目标：1.认识到新能源汽车的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习重难点 教学重点：1. 电动助力转向系统的优缺点。 2. 电动助力转向系统的结构组成。 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、实物教学法 课前准备 教师准备：教学课件 学生准备：课前预习 教学媒体 多媒体教室、多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1. 情境导入 让学生阅读教材导入情景，引导学生思考： 新能源汽车底盘基本知识。 2. 展示学习目标 认识到新能源汽车底盘的重要性。 掌握新能源汽车底盘的基本知识的具体内容。 1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。 2.查看并记住本节任务的学习目标。 1.通过情景问话，引出本课主题。同时激发学习兴趣。 2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。 活动二： 调动思维 探究新知 一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。 二.1.新课讲解:借助PPT讲授转向系统基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图 ，对新能源汽车底盘基本知识有一个初步的了解。 课题一转向系统的结构组成与拆装 一、电动助力转向系统的结构 电动助力转向系统（electric power steering，EPS）由转矩传感器、减速机构、助力电动机、齿轮齿条转向器、电动转向控制器等组成，如图所示。 1. 转矩传感器 转矩传感器用来检测转向盘转矩和转角的大小和方向，它是 EPS 的控制信号之一。转矩传感器主要有接触式和非接触式两种，常用的接触式转矩传感器有摆臂式、双排行星齿轮式和扭杆式；非接触式转矩传感器主要有光电式和磁电式。 转矩传感器由两个带孔圆环、线圈、线圈盒及电路板组成，两个带孔圆环一个安装在输出轴上，一个安装在输入轴上，如图所示。转矩传感器将转向盘上操作力大小和方向信号转换为电信号，传递到电动转向控制器。 2. 减速机构 电动转向系统中的减速机构通常由减速齿轮、输出轴和轴承等组成。减速齿轮与助力电动机的输出轴啮合，将助力电动机输出的高速低转矩转换为低速高转矩，提供足够的转向力矩。减速机构的输出轴将转向力矩传递到电动助力转向器中，实现车辆的转向。同时，减速机构还起到增大输出转矩、降低电动机负载和降低噪声等作用，如图所示。 3. 助力电动机 助力电动机根据电子控制单元的指令输出适宜的助力转矩，是电动转向系统的动力源，多采用无刷永磁式直流电动机。助力电动机对 EPS 的性能有很大影响，是 EPS 的关键部件之一，因此其要具有低转速、大转矩、波动小、转动惯量小、尺寸小、质量小等特点，而且要求可靠性高、易控制。 4. 齿轮齿条转向器 与传统汽车齿轮齿条转向器的结构形式及工作原理相同。 5. 电动转向控制器（EPS ECU） 电动转向控制器主要由硬件电路和软件程序组成，在电源、电动机等其他部件正常工作时，其本身的可靠性应比较高，硬件本身不易出现故障。 二、电动助力转向系统的分类 电动助力转向系统按照辅助电动机的布置方式，可分为转向柱助力式、齿轮助力式、齿条助力式三种。 1. 转向柱助力式 转向柱助力式转向系统的转矩传感器、电动机、离合器和转向助力机构组成一体，安装在转向柱上，如图所示。 2. 齿轮助力式 齿轮助力式转向系统的转矩传感器、电动机、离合器和转向助力机构组成一体，如图所示，整体安装在小齿轮处，直接给小齿轮助力，能够获得较大的转向力。 3. 齿条助力式 齿条助力式转向系统的转矩传感器单独安装在小齿轮处，电动机与转向助力机构一起安装在小齿轮另一端的齿条处，用以给齿条助力，如图所示。 三、电动助力转向系统的优点 电动助力转向系统将电力电子技术和高性能的电动机控制技术应用于汽车转向系统，能明显改善车辆的静态性能和动态性能，有效提高驾驶的轻便性和安全性，同时也更加节能和环保。与其他助力转向系统相比，电动助力转向系统的突出优点体现在以下几点。 1. 降低燃油消耗 传统的液压助力转向系统由发动机带动转向油泵，不管转向或者不转向都要消耗发动机部分动力，而电动助力转向系统只在转向时才由电动机提供助力，不转向时不消耗能量。因此，电动助力转向系统可以降低车辆的燃油消耗。 2. 增强转向跟随性 助力电动机与转向助力机构相连将能量直接用于车轮的转向，利用惯性减振器的作用，使车轮的反转和转向前轮摆振大大减小。因此，电动助力转向系统的抗扰动能力增强。与液压助力转向系统相比，电动助力转向系统增强了转向车轮对转向盘的跟随性。 3. 改善转向回正特性 电动助力转向系统可以对转向回正过程进行控制，利用软件在最大限度内调整设计参数使车辆获得最佳的回正特性。 4. 提高操纵稳定性 电动助力转向系统可以针对车辆行驶的各种工况，通过优化助力特性曲线，使得助力更加精确，助力效果更加理想。 5. 提供可变转向助力 电动助力转向系统的转向力来自电动机，通过软件编程和硬件控制，可得到覆盖整个车速的可变转向力。在低速时，电动助力转向系统可以提供较大的转向助力，提高车辆的转向轻便性；随着车速的提高，电动助力转向系统提供的转向助力可逐渐减小，转向时驾驶人所需提供的转向力将逐渐增大，提高车辆稳定性。 6. 节能与环保 电动助力转向系统应用电力作为能源，完全取代了液压装置，不存在传统液压助力转向系统中液压油泄漏的问题，避免了环境污染。 四、电动助力转向系统的缺点 由于车载电源的电压一般较低，电动助力转向系统所能提供的助力转矩也不会太大，因此不适用于大型车辆。 五、电动助力转向系统的拆装 1. 准备工作 （1）做好车辆安全防护与隔离。 （2）准备常用工具套装、绝缘工具套装、转向球头专用拆装工具、内饰板拆装工具等。 2. 电动助力转向系统的拆装 以比亚迪车型为例，电动助力转向系统的拆装见下表。 电动助力转向系统的拆装步骤1 课题二电动助力转向系统的检修 一、电动助力转向系统的工作原理 电动助力转向系统在不同车型上的结构有所不同，但是基本原理是相同的。 1. 基本工作原理 当汽车点火开关闭合时，ECU 开始对 EPS 系统进行自检，自检通过后，闭合继电器和离合器，EPS 系统开始工作。当转向盘转动时，位于转向轴上的转角传感器和转矩传感器把测得的转向盘上的角位移和作用于其上的力矩传递给 ECU，ECU 根据这两个信号并结合车速等信息，控制助力电动机产生相应的助力，实现转向力矩的最佳控制。在低速行驶时，减轻转向力，保证汽车转向灵活、轻便；在高速行驶时，适当增加阻尼控制，保证转向盘操作稳重、可靠，如图所示。 2. 电动助力转向系统的控制 电动助力转向系统的控制如图所示，包括助力基本控制、助力修正控制、电动机电流控制、失效保护处理。 （1）助力基本控制 为了补偿 EPS 系统对转矩传感器信号的响应延迟量，应实施相位补偿。根据相位补偿后的值，确定助力量。 （2）助力修正控制 转向盘不仅受驾驶人的转向操作支配，当路面对轮胎施加转矩时，也会出现转向盘转动的状况。因此，除了常规的助力基本控制，还应实施助力修正控制，包括惯性补偿、回位修正、阻尼修正和摩擦修正。 （3）电动机电流控制 为了使电动机实时跟踪电流指令值，就需要控制电动机的电流。通常是在检测出电动机电流之后，修正与指令值所对应的差值，即反馈控制。 （4）失效保护处理 EPS 系统为了提供约 10 倍于驾驶人转向操作力的助力，需要在助力出现异常时迅速进行检测，并采取应对措施。电动助力转向系统的失效保护措施见下表。 二、电动助力转向系统的电路图 下图所示为电动助力转向系统电路图。 1. 电动助力转向系统 ECU 工作电源：IG1 → F2/15 R-EPS ECU 10A → G2L/10 →GJB04/14 → B22/5 → B22/4。 2. 助力电动机工作电源：常电→ F5/2 R-EPS 100A → B44（C）/4 → B23/2。 3. 助力电动机 /ECU 搭铁线路：B23/1 → Eb04（4# 搭铁）。 1. 电动助力转向系统 ECU 工作电源：IG1 → F2/15 R-EPS ECU 10A → G2L/10 →GJB04/14 → B22/5 → B22/4。 2. 助力电动机工作电源：常电→ F5/2 R-EPS 100A → B44（C）/4 → B23/2。 三、电动助力转向系统的检修 1. 准备工作 （1）做好车辆安全防护与隔离。 （2）准备常规工具套装、绝缘工具套装、数字万用表、内饰板拆装工具等。 2. 电动助力转向系统的检修 电动助力转向系统的检修见下表。 电动助力转向系统的检修步骤1 三.课堂互动: 组织学生进行小组讨论，分享学习心得和体会，教师进行点评和指导。 四.巩固练习:布置相关练习题和思考题，让学生巩固所学知识，教师进行个别辅导 学习新能源汽车基本知识的总体认知 学生以小组为单位，巩固旧课，展示预习情况 (1) 听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。 (2) 听课、理解新能源汽车基本知识的总体认知 积极发言 (3) 结合生活实际，思考现代新能源汽车基本知识的总体构造及作用。 请学生先结合教材自行归纳分类 观看PPT、图片及动画，学生自主分析，各小组派代表阐述本组学习成果。 针对特点，提 出相应的保育要点 注意要点，提醒学生结合生活经验分析。 通过视频、多媒体学习。以小组为单位进行阐述。 小组讨论，根据所学知识进行总结，阐述。 1.通过导入情景以及学生思考结果引出新能源汽车基本知识的总体内容。为进一步学习本课重点奠定基础。 2.教师讲述新能源汽车基本知识总体认知等重点知识。 活动三： 巩固练习 素质提升 1.提问学生电动助力转向系统的结构。 2.提问学生电动助力转向系统的分类。 学生课上复习，并完成本节教学重点。 加深对本节内容的理解并加强课堂知识点的记忆。 课堂小结 作业布置 1.课堂小结： 本节课通过讲解、示范、小组讨论和案例分析等多种教学方法和手段，使学生掌握了新能源汽车基本知识等内容，培养了学生对于新能源汽车底盘检测与维修这门课程的兴趣，树立了良好的职业道德观念。同时，也让学生认识到新能源汽车的基本内容，为今后的学习和工作打下坚实的基础。 2.作业： (1)简述电动助力转向系统的结构。 (2)简述电动助力转向系统的分类。 板书设计 三、电动助力转向系统检修 1.工作准备 2..检修方法 3.检修步骤 一、转向系统 1.结构 2.组成 3.分类 4.特点 二、电动助力转向系统 1.检测 2.准备工作 3.拆装步骤 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$