模块八电控动力转向讲义与四轮转向系统
汽车底盘课件--11_1 动力转向与四轮转向系统
•若路面冲击力很大，迫使转向轮偏转（设向右偏转，而驾驶员仍保 持方向盘处于直线行驶位置），此时转向螺杆将受到一个向左的轴向 力，这个力使滑阀左向移动，于是反向接通动力缸油路，动力转向装 置的加力方向与转向轮偏转方向相反，使转向轮回正，从而可以抵消 路面冲击的影响。
用必须是随转向盘的转动而进行，随方向盘的停转而减小（维持）， 若继续转动，则继续助力，这就是所谓的“随动”作用。很显然， 只要方向盘和转向螺杆继续转动，加力作用就一直存在。当方向盘 转过一定角度保持不动时，转向螺杆作用于转向螺母的力消失，但 动力缸活塞仍继续右移，转向摇臂继续逆时针方向转动，其上端拨
•(3)为了保证发动机怠速时供油充足，而在发动机高速运转时供油量 不致过大，在油泵中装有节流孔和溢流阀。当油泵输油量超过一定值 时，油液在节流孔节流作用下产生的油压差把溢流阀打开，一部分工 作液经溢流阀返回到油泵进口处。为使油泵和系统中机件不致因过载 而损坏，其中安全阀的功能是限制油泵及系统内的最高压力。
图11-2 液压常流滑阀式动力转向装置工作原理图 •1－滑阀 2－反作用柱塞 3－滑阀复位弹簧 4－阀体 5－转向螺杆 6－转向直拉杆 •7－转向摇臂8－转向动力缸 9－转向螺母 10－单向阀 11－安全阀 12－节流孔
•13－溢流阀 14－转向油罐 15－转向油泵
•系统各总成与部件的组成及功用如下：转向油罐用来储存、滤清油 液。转向油泵将油罐内的油吸出，压送入控制阀，其功用是将发动机 输出的部分机械能转换为油液的压力能。固装在车架（或车身）上的 转向动力缸主要由缸筒和活塞组成。活塞将动力缸L、R两腔，活塞的 伸出端与摇臂中部铰接。动力缸的功用是将油液压力能转换成机械能， 实现转向加力。由阀体、滑阀、反作用柱塞和滑阀回位弹簧等组成的 转向控制阀是动力缸的控制部分，用来控制油泵输出油液流向，使转 向器与动力缸协调动作，转向控制阀用油管、油罐和动力连通。
汽车底盘电控技术模块八 电控动力转向与四轮转向系统
流量调节示意图
三种不同的转向力特性曲线
弯曲道路时的转向力特性
图示为该系统旁通流量控制 阀的结构示意图。在阀体 内装有主滑阀1和稳压滑 阀2，在主滑阀的右端与 电磁线圈柱塞3连接，主 滑阀与电磁线圈的推力成 正比移动，从而改变主滑 阀左端流量主孔6的开口 面积。调整调节螺钉4可 以调节旁通流量的大小。
转向控制阀
是在传统的整体转阀式动力转 向控制阀的基础上增设了油压 反力室而构成，扭力杆的上端 通过销子与转阀阀杆相连，下 端与小齿轮轴用销子连接。小 齿轮轴的上端部通过销子与控 制阀阀体相连。转向时，转向 盘上的转向力通过扭力杆传递 给小齿轮轴。当转向力增大， 扭力杆发生扭转变形时，控制 阀体和转阀阀杆之间将发生相 对转动，于是就改变了阀体和 阀杆之间油道的通、断关系和 工作油液的流动方向，从而实 现转向助力作用。
蓝鸟牌轿车EPS电路图
2. 反力控制式EPS
（1）系统组成及工作原理
• 反力控制式动力转向系统主要由转向控制阀、分流阀、电 磁阀、转向动力缸、转向油泵、储油箱、车速传感器及电 子控制单元等组成
反力控制式动力转向系统的组成
1—泵；2—储油箱；3—分流阀；4—扭力杆；5—转向盘；6、9、10—销；7— 转阀阀杆；8—控制阀阀体； 11—小齿轮轴 ；12—活塞；13—动力缸； 14—齿条；15—小齿轮；16—柱塞；17—油压反力室；18—电磁阀
8.2 知识学习
8.2.1 液压式EPS
普通的动力转向系统的缺点：
普通的动力转向系统减少了驾驶员的转向操纵力，但所设定的固 定放大倍率具有以下缺点：如果所设计的固定放大倍率的动力转向系 统是为了减小汽车在停车或低速行驶状态下转动转向盘的力，则当汽 车以高速行驶时，这一固定放大倍率的动力转向系统会使转动转向盘 的力显得太小，不利于对高速行驶的汽车进行方向控制；反之，如果 所设计的固定放大倍率的动力转向系统是为了增加汽车在高速行驶时 的转向力，则当汽车停驶或低速行驶时，转动转向盘就会显得非常吃 力。
汽车动力转向与电控四轮转向
4WS中高速转向特性
直线行驶的汽车转向是下列两运动的合成运动：汽车 质心绕转向中心的公转和汽车绕质心的自转。如图 所示为2WS汽车中高速转向时车辆的运动状态：前 轮转向时，前轮产生侧偏角α，并产生旋转向心力使 车体开始自转，当车体出现自转时，后轮产生侧偏 角β，和旋转向心力，车速越高，离心力越大，所以 必须给前轮更大的侧偏角，使它产生更大的旋转向 心力，与此同时，后轮也产生与此相应的侧偏角， 车体的自转趋势更加严重。也就是说，车速越高， 转向时容易引起车辆的旋转和侧滑。向 时 车 辆 的 运 动 状 态
4WS中高速转向特性
理想的高速转向运动状态是尽可能使车体 的倾向和前进方向一致，从而使后轮产生 足够的旋转向心力。在4WS汽车通过对后 轮同向转向操纵，使后轮也产生侧偏角， 使它与前轮的旋转向心力相平衡，从而抑 制自转运动，得到车体方向和车辆前进方 向一致的稳定转向状态。
电控助力的分类
1.电子控制电动 液压式动力转向系统 电子控制电动-液压式动力转向系统 电子控制电动 2.电子控制电动式转向系统 电子控制电动式转向系统
电子控制电动-液压式动力转向系 二 电子控制电动 液压式动力转向系 统
• 与传统的发动机驱动的液压泵的助力的不 同点在于用ECU根据车速和转向角的变化 控制电动液压泵
四轮转向的目的
• 高速转向时使后轮与前轮具有相同的转向 角度使车道变更容易，保持转弯力平衡 • 低速转向时使后轮与前轮转向角相反降低 低速转弯的半径。 • 提高高速直线行驶时的稳定性
• 我们一般驾驶的汽车都是两轮转向汽车， 在中、高速做圆周行驶时，车身后部会甩 出一点，车身以稍稍横着一点的姿态做曲 线运动，增加了驾驶者的判断与操作的困 难
4WS中高速转向特性
中 高 速 转 向 时 2WS 2WS 4WS 和 同 向 转 向 操 纵 比 较
底盘讲义之动力转向系和四轮转向系
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。
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-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,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。
汽车底盘3：电控动力转向与四轮转向系统
（1）机械转向系统是依靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向。
（）（1）机械转向系统是依靠电动机驱动力来实现车轮转向。
（）（1）动力转向系统借助于汽车发动机产生的液体压力或电动机驱动力来实现车轮转向。
（）（1）动力转向系统借助于驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向。
（）（2）电动式EPS的电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机扭矩的大小和方向。
（）（2）电动式EPS的电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制转向轮扭矩的大小和方向。
（）（3）电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增大转矩后，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。
（）（3）电动机的扭矩由电磁离合器通过加速机构加速增大转矩后，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。
（）（3）电动机的扭矩由电磁阀通过加速机构加速增大转矩后，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。
（）（4）阀灵敏度控制式EPS是根据车速控制电磁阀，直接改变动力转向控制阀的油压增益来控制油压的。
（）（4）阀灵敏度控制式EPS是根据扭矩控制电磁阀，直接改变动力转向控制阀的油压增益来控制油压的。
（）（5）转矩传感器的作用是测量转向盘与转向器之间的相对转矩，以作为电动助力的依据之一。
（）（5）转矩传感器的作用是测量转向器电机之间的相对转矩，以作为电动助力的依据之一。
（）（6）电动机的工作范围限定在某一速度区域内，如果超过规定速度，则离合器使电动机停转，且离合器分离，不再起传递动力的作用。
（）（6）电动机的工作范围限定在某一速度区域内，如果超过规定速度，则离合器使电动机停转，但可以传递动力。
（）（7）在电动式动力转向系统发生故障时，可以应用手动控制转向。
（）（7）在电动式动力转向系统发生故障时，手动控制转向方式失效。
（）（8）所谓转向角比例控制就是与转向盘转向角成比例，在低速区是逆相而在中高速区是同相地对后轮进行转向操纵控制。
教学课件：第七章-电控动力转向与四轮转向系统
• 引言 • 电控动力转向系统 • 四轮转向系统 • 电控动力转向与四轮转向系统的比较 • 未来展望
01
引言
课程介绍
01
介绍电控动力转向与四轮转向系 统在汽车工业中的重要地位和作 用。
02
简要概述电控动力转向与四轮转 向系统的基本概念、发展历程和 趋势。
课程目标
掌握电控动力转向与四轮转向 系统的基本原理、组成和工作 方式。
理解电控动力转向与四轮转向 系统对车辆性能的影响。
能够分析电控动力转向与四轮 转向系统的优缺点，并针对不 同车型进行合理匹配和选型。
02
电控动力转向系统
电控动力转向系统的定义与工作原理
定义
电控动力转向系统是一种利用电动机辅助转向的车辆动态控制系统，通过电子控制 单元（ECU）对转向助力进行精确控制。
通过实时调整前后轮的转向角，减少 车辆在行驶过程中产生的振动和颠簸 ，提高乘坐舒适性。
四轮转向系统的优点与局限性
• 增强安全性：在紧急情况下，四轮转向系统能够更快地响应驾驶员的操控指令，提高车辆的响应速度和稳定性，降低事故 风险。
四轮转向系统的优点与局限性
成本较高
四轮转向系统的结构复杂，制造成本 较高，因此通常只应用于高端豪华车 型。
根据车辆行驶状态和驾驶员指令 ，主动调整前后轮的转向角，以 实现最优的操控性能。
被动四轮转向系统
仅在特定情况下（如高速行驶或 紧急变道）才调整前后轮的转向 角，以提高车辆的稳定性。
四轮转向系统的优点与局限性
提高操控性能
通过协调前后轮的转向角，提高车辆 在高速行驶和低速行驶时的操控稳定 性。
提升行驶平顺性
按照控制方式分类
教学课件第七章电控动力转向与四轮转向系统
5 李春明主编.奥迪A6轿车构造、使用与检修.北京：人民交 通出版社，2001
6 王遂双主编.汽车电子控制系统的原理与检修.北京：北京 理工大学出版社，2000
7 李春明主编.奥迪/红旗轿车电气系统使用与维修.北京：北 京理工大学出版社，2000
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第三节 四轮转向控制系统（4WS）
（2 为了将脉冲电机的旋转运动变为阀芯的直线运动，采用螺旋
齿轮和曲柄组合机构。脉冲电机的旋转通过蜗轮机构传递到 从动齿轮，借助曲柄使阀控制杆移动，见图7-27（a）所示。 3 图7-28所示为前轮转向角与后轮转向角之间的关系，后轮 转向角是机械式转向与电子式转向特性的合成。 （1） （2 （3）ABS
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第一节 电控液力式动力转向系统
三、
目前在汽车上采用的电控液力式动力转向系统的控制机构可 分为流量控制式、反力控制式和阀灵敏度可变控制式。
1 这是一种通过车速传感器调节动力转向装置供应的压力油液，
改变油液的输入输出流量，以控制转向力的方法。优点是， 在原来动力转向功能上再增加压力油液流量控制功能即可， 可以降低价格，简化结构。缺点是，当流向动力转向机构的 压力油液降低到极限值时，将改变转向控制部分的刚度，使 其下降到接近转向刚性。这样，在低供给油量区域内，对于
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2 4WS车中高速时的转向特性
直行汽车的转向是由下列两个运动的合成，即车辆的质心点 绕改变前进方向的转向中心的公转和绕质心点的自转运动。
图7-16为2WS车高速转向时车辆的运动状态。
二、 转向角比例控制
所谓转向角比例控制就是与转向盘转向角成比例，在低速区 是逆相而在中高速区是同相地对后轮进行转向操纵控制。
电控助力转向系统ppt课件
2024/8/8
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
2024/8/8
❖4、电控液压式动力转向类型的种类 有
❖（1）可变量孔式液压动力转向 ❖（2）旁通式液压动力转向 ❖（3）反力式液压动力转向 ❖（4）电磁式液压动力转向 ❖（5）电动式液压动力转向
2024/8/8
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
❖也就是说，在低速行驶或转急弯 时得以很小的转向手力进行操作， 以获得较轻的转向；而在高速行 驶时，得以稍重的转向手力进行 稳定的操作，以避免转向“发 飘”，使转向的操纵性和稳定性 达到最合适的平衡状态。
2024/8/8
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第三节：电控动力式动力转向系统
❖一、特点
电动助力转向系统由电动机直接提供 转向助力，省去了液压动力转向系统 所必需的动力转向油泵、软管、液压 油、传送带和装于发动机上的皮带轮， 既节省能量，又保护了环境。另外， 还具有调整简单、装配灵活以及在多 种状况下都能提供转向助力的特点。
4、EPS路感好。
❖ 传统纯液压动力转向系大多采用固定 放大倍数，工作驱动力大，但却不能 实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便 性和路感。而EPS系统的滞后特性可 以通过EPS控制器的软件加以补偿， 使汽车在各种速度下都能得到满意的 转向助力。
汽车底盘电控动力转向与四轮转向系统实训指导书
编号:CSDKZD01肇庆科技职业技术学院ZHAO QING SCIENCE AND TECHNOLOGY POLYTEHNIC《汽车底盘电控系统检修》-维护、检修电控动力转向与四轮转向系统实训指导书编写: 徐小山校核:审批: 版本: 第一版学生实训制度1．实训前必须预习实训指导书，了解实训目的和注意事项。
2．按预约时间进入实训室，不得无故迟到、早退、旷课。
3．进入实训室后应注意安全、卫生、不准喧哗打闹、不准抽烟、不准乱写乱画乱扔纸屑、不准随地吐痰、不准擅自动仪器设备，或实训过程中未按操作规程操作仪器设备，导致损坏仪器设备者要照价赔偿。
4．实训时应严格遵守操作步骤和注意事项。
若遇仪器设备发生故障，应立即向教师报告，及时检查，待排除故障后才能继续实训。
5．实训过程中，同组同学应相互配合，认真纪录；应独立完成实训报告。
6．实训结束后，应将仪器设备、工具擦拭干净，摆放整齐；协助做好实训室清洁卫生。
7．不得将实训室的工具、仪器、材料等物品携带出实训室。
维护、检修电控动力转向与四轮转向系统一、项目编号：CSDKZD01二、实训课时：4学时三、实训目的（1）熟悉轿车底盘中电控动力转向与四轮转向系统的组成、结构及其工作原理，能分析与描述它们的工作过程和电路分析；（2）熟悉轿车底盘中电控动力转向与四轮转向系统检测工具、设备、仪器等使用与维护知识；（3）能维护、检修系统；（4）熟悉轿车底盘电控系统检修、故障诊断与排除知识，能用专用检测工具、设备、仪器进行轿车底盘电控系统的故障诊断与排除。
四、实训要求1.学生在做实训之前要先预习本指导书，在作业过程中要按分解顺序摆放零部件并做相应标记和纪录。
2.学生5～8人分成一组，每组配一套工具，每2～3两组配一位教师。
教师先应采用边示范边讲解的教学方式，在学生动手做时，指导教师应指导、规范学生的动作和程序。
每位同学必须严格按照本指导书给出的操作步骤和技术要求，动手完成规定的检修任务。
汽车底盘课件--11_1 动力转向与四轮转向系统
目的是提高汽车在高速行驶或在侧向风力作用时的操作稳定性，改善
在低速下的操纵轻便性，以及减小在停车场时的转弯半径。前后转向
轮的转向控制有同相和逆相两种情况。四轮转向系统中若后轮的转向
和前轮的转向方向相同，则称同相控制模式，其转弯半径比两轮转向
的转弯半径大，但汽车在转向时车身与行驶方向的偏转角小，这样，
•11.1 概述
•由于机械式转向系本身不能满足转向操纵省力、灵敏的要求，所以 在重型汽车和轿车上广泛采用了利用其它动力协助转向的装冒，这种 采用转向助力装置的转向系统称为动力转向系统，汽车动力转向系统 是在驾驶员的控制下，借助于发动机产生的液体压力或电动机动力来 实现车轮转向，故动力转向系统也称为转向助力放大装置。
•采用动力转向系统的汽车转向所需的能量，在正常情况下，只有小 部分是驾驶员提供的体能，而大部分是发动机(或电机)所提供的液压 能(或气压能)、机械能。
•动力转向系统按控制方式不同，可分为普通动力转向系统和电控动 力转向系统。普通动力转向装置按传能介质不同有气压式和液压式两 种。对于装载质量过大的货车，因为其气压制动系统的工作压力较低， 使得部件结构复杂、尺寸过于庞大、消耗功率多、易产生泄漏，而且 转向力也不宜有效控制，所以这种助力系统不容易用于大型货车和小 型轿车，主要用于前轴载质量为3～7t并采用气压制动的货车和客车。