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

同步精品课程——中职专业课 模块四 转向系统的检修 《新能源汽车底盘检测与维修》（第3版）中国劳动社会保障出版社 1 学习目标 模块四转向系统的检修 知识目标 能理解电动助力转向系统的优缺点。 能力目标 能掌握电动助力转向系统的结构组成。 情感目标 1.让学生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。 学习内容 01 1.能理解电动助力转向系统的优缺点。 2.能掌握电动助力转向系统的结构组成。 3.能分析电动助力转向系统的工作原理。 4.培养一丝不苟、严肃认真的工作作风。 新知学习 02 二、相关知识 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 电动助力转向系统的拆装步骤1 新知学习 02 电动助力转向系统的拆装步骤2 新知学习 02 电动助力转向系统的拆装步骤3 新知学习 02 电动助力转向系统的拆装步骤4 新知学习 02 电动助力转向系统的拆装步骤5 新知学习 02 电动助力转向系统的拆装步骤6 新知学习 02 电动助力转向系统的拆装步骤7 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 （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。 新知学习 02 （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。 新知学习 02 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）。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 电动助力转向系统的检修步骤1 新知学习 02 电动助力转向系统的检修步骤2 新知学习 02 电动助力转向系统的检修步骤3 新知学习 02 电动助力转向系统的检修步骤4 新知学习 02 重点：电动助力转向系统的优缺点 难点：电动助力转向系统的结构组成 新知学习 02 小试牛刀 03 1.电动助力转向系统（EPS）的主要优点之一是（ ） A.节省空间 B.不需要液油 C.提高驾驶舒适性 D.所有选项均正确 答案：D.所有选项均正确 2.电动助力转向系统的基本组成部分中，以下哪一项不是其组成部分（ ） 。 A.电动机 B.转向机 C.液压油箱 D.电子控制单元 答案：C.液压油箱 3.在电动助力转向系统中，转向助力主要由哪个部件提供（ ） A.驾驶员的力量 B.电动机 C.液压泵 D.齿轮箱 答案：B.电动机 4.电动助力转向系统的工作原理主要是基于什么技术（ ） 。 A.液压技术 B.电子控制技术 C.机械传动技术 D.磁力驱动技术 答案： B.电子控制技术 小试牛刀 03 5.电动助力转向的一个主要缺点是（ ） A.反应速度快 B.提车辆重量 C.结构复杂 D.依赖于电源 答案：D.依赖于电源 6.在电助力转向系统中，哪些传感用于检测转向角度（ ） 。 A.转角传感器 B.速度传感器 C.加速度传感器 D.温度传感器 答案：A.转角传感器 小试牛刀 03 7.在电动助力转向系统中，若电源中断，车辆的转向功能会如何表现（ ） A.完全失效 B.依然可以手动转向 C.变得非常轻松 D.变得非常困难 答案： B.依然可以手动转向 8.DC/DC变换器在电动汽车的安全防护功能中，主要防护什么（ ） 。 A.防止电池过充 B.防止车辆失控 C.防止车身损坏 D.防止高压电流进入低压电路 答案：D.防止高压电流进入低压电路 小试牛刀 03 课堂小结 04 1.汽车在行驶中转向系统各传感器发送运行状态信号到电子控制单元，然后经电子控制单元计算出控制信号，从而使助力电动机的方向和转矩发生改变。 2.电动助力转向系统在低速行驶时可使转向轻便、灵活；又能保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感，从而提高高速行驶的操纵稳定性。 作业布置 05 (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。 感谢观看 $$