资源简介

教学目标 知识目标：了解液压式和电控动力转向系统的结构、工作原理；熟悉液压式和电控动力转向系统主要零部件的结构；掌握液压动力转向系统的组成、工作原理；掌握液压动力转向系统主要元件的结构与功用；熟悉液压动力转向系统的常见故障现象及其原因。能力目标：能对液压动力转向系统各零部件进行检修；能对液压动力转向系统的常见故障进行维修；能对电控动力转向系统进行检修。素质目标：沟通、协作能力；观察、信息收集能力；分析总结能力。良好的职业道德和严谨的工作作风
教学重点 液压动力转向系统常见故障原因分析
教学难点 液压动力转向系统的组成、工作原理
教学手段 理实一体实物讲解小组讨论、协作
教学学时 10
教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计 注 释
项目十一 动力转向系统任务一 液压动力转向系统〖任务描述〗动力转向系统是利用发动机输出的部分机械能转换为压力能，对转向器施加液压或气压作用力，以减小驾驶员转动转向盘的操纵力，减轻驾驶疲劳，尤其在低速或车辆原地转向时操纵更加轻便。液压动力转向系统应用比较广泛。本任务主要介绍动力转向系统的分类，液压动力转向系统的组成、工作原理、主要元件，液压动力转向系统的常见故障等内容。通过任务学习，能够掌握液压动力转向系统各零部件的检修，掌握液压动力转向系统常见故障的维修方法。〖知识学习〗1.动力转向系统的分类（1）气压式动力转向系统主要应用于前轴最大轴载质量为3~7 t并采用气压制动系统的货车和客车。（2）液压式动力转向系统按液流形式可以分为常流式和常压式,按转向控制阀的运动方式又可以分为滑阀式和转阀式。（3）电动式动力转向系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的电动动力转向系统。2.液压动力转向系统的组成液压动力转向系统是在普通机械转向系统的基础上增加了一套转向助力装置，转向助力装置主要包括转向油罐、转向油泵、转向控制阀和转向动力缸等。3.液压动力转向系统的工作原理1）液压常流滑阀式动力转向装置的工作原理图11-3 滑阀式动力转向控制阀的工作情况2）液压常流转阀式动力转向装置的工作原理当汽车直行时，转阀处于中立位置。动力缸两腔相通，并与进油口P和出油口O通过阀芯径向油道相通，压力油流回转向油罐。因此，转向动力缸不起助力作用。当汽车直线行驶偶然遇到外界阻力使车轮发生偏转时，阻力矩通过转向传动机构、转向齿轮作用在阀体上，使之与阀芯产生相对角位移，这时动力缸左、右油腔形成压差，产生与车轮转向相反的助力作用，在此力的作用下，车轮迅速回正，保证了汽车行驶的方向稳定性。汽车左转向时，转向轴连同阀芯逆时针转动。由于受到路面传来的转向阻力，转向齿轮暂时不能随转向轴转动。这样，由转向轴传到转向齿轮的转矩只能使扭杆产生少许变形，使转向轴（即阀芯）得以相对转向齿轮（即阀套）转过少许角度，两者产生相对角位移，P与B相通，A与O相通，从而转阀使动力缸右腔成为高压油腔，左腔则成为低压油腔。油压差产生的作用力迫使转向齿条向左移动，转向车轮开始向左偏转。同时，转向齿轮本身也开始和转向轴同向转动。一旦转向盘停止转动，动力缸暂时继续工作，导致转向齿轮继续转动，使扭杆的扭转变形减小，直到扭杆恢复自由状态，转阀回到中立位置，动力缸停止助力。此时，转向盘停在某一位置上不动，则车轮转角也保持一定。4.液压动力转向装置的主要元件1）转向油泵转向油泵是动力转向系统的动力来源，通常安装在发动机前部，由发动机通过皮带驱动。转向油泵的结构形式有齿轮式、叶片式、转子式、柱塞式等，其中，叶片式转向油泵具有结构紧凑、输出压力脉动小、输出量均匀、运转平稳、性能稳定、使用寿命长等优点，在现代汽车上应用较多。2）动力转向器目前整体式动力转向系统比较普遍，即转向控制阀和转向器合为一体，形成整体式动力转向器，常用的动力转向器有滑阀整体式和转阀整体式两种。（1）滑阀整体式动力转向器。图11-11所示为JN1181C13型汽车滑阀整体式动力转向器，主要由输入式机械转向器、转向动力缸和转向控制阀组成。图11-11 JN1181C13型汽车滑阀整体式动力转向器（2）转阀整体式（循环球式）动力转向器。图11-12所示为北京切诺基汽车转阀整体式动力转向器的结构，主要由机械转向器、转向动力缸和旋转式转向控制阀三者组合而成。图11-12 北京切诺基汽车转阀整体式动力转向器的结构3）转向储油罐转向储油罐的作用是存储、滤清和冷却动力转向系统的工作油液。5.液压动力转向系统的故障现象与原因1）转向沉重故障现象：装有液压动力转向系统的汽车，在行驶中突然感到转向沉重，转弯后转向盘不能自动回正。2）转向时转向盘发抖故障现象：发动机运转时转向，尤其是在原地转向时滑阀共振，转向盘颤动或跳动。3）左右转向轻重不同故障现象：汽车行驶时，左、右转向操纵力轻重不相等。4）直线行驶转向盘发飘或跑偏故障现象：汽车直线行驶时，难以保持正前方向而总向一边跑偏。任务二 电控动力转向系统〖任务描述〗电控动力转向系统（简称EPS）可根据车速、转向情况等对转向助力实施控制，使动力转向系统在不同的行驶条件下都有最佳的放大倍率。本任务主要介绍液压式EPS和电动式EPS的结构、工作原理、主要零部件等内容。通过任务学习，掌握电控动力转向系统的检修方法。〖知识学习〗1.液压式EPS1）流量控制式流量控制式电控动力转向系统主要由车速传感器、电磁阀、整体式动力转向控制阀、动力转向液压泵和ECU等组成。电磁阀安装在通向转向动力缸活塞两侧油室的油道之间，当电磁阀的阀针完全开启时，两油道被电磁阀旁路。流量控制式动力转向系统就是根据车速传感器的信号，控制电磁阀阀针的开启程度，从而控制转向动力缸活塞两侧油室的旁路液压油流量来改变转向助力的。车速越高，流过电磁阀电磁线圈的平均电流值越大，电磁阀阀针的开启程度越大，旁路液压油流量越大，液压助力作用越小，使转动转向盘的力也随之增加。这就是流量控制式电控动力转向系统的工作原理。2）反力控制式反力控制式电控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、储油罐、车速传感器及ECU等组成。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。扭力杆的上端通过销与转阀阀杆相连，下端与小齿轮轴用销连接。小齿轮轴的上端部通过销与控制阀阀体相连。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，控制阀阀体和转阀阀杆之间将发生相对转动，于是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。2.电动式EPS电动式EPS是在机械转向器结构的基础上，增加电动式助力机构和转向助力控制系统。该系统通常由转矩传感器、车速传感器、电动机、电磁离合器、减速机构和ECU等组成，其在车上的布置如图11-21所示。图11-21 电动式EPS在车上的布置1）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ECU，ECU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。2）主要部件介绍（1）转矩传感器。转矩传感器也称转向传感器，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。（2）电动机、离合器与减速机构。电动机、离合器和减速机构组成的整体称为电机组件。（3）控制装置与控制逻辑。电动式电控动力转向系统的控制系统如图11-27所示，该系统的图11-27 电动式电控动力转向系统的控制系统 明确任务，在任务驱动下开始教学。讲解液压动力转向系统的工作原理。以JN1181C13型汽车滑阀整体式动力转向器为例，讲解动力转向器。教师举例描述液压动力转向系统故障现象，学生分组讨论故障原因。明确任务，在任务驱动下开始教学。掌握液压动力转向系统主要元件的结构与功用。结合图片讲解电动式电控动力转向系统的控制系统。
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