第4章 四輪轉(zhuǎn)向和電動(dòng)轉(zhuǎn)向,四輪轉(zhuǎn)向,四輪轉(zhuǎn)向 所謂四輪轉(zhuǎn)向，是指后輪也和前輪一樣具有一定的轉(zhuǎn)向功能，不僅可以與前輪同方向轉(zhuǎn)向，也可以與前輪反方向轉(zhuǎn)向。其主要目的是增強(qiáng)轎車(chē)的操縱穩(wěn)定性，改善低速時(shí)的操縱輕便性，在轎車(chē)高速行駛時(shí)便于由一個(gè)車(chē)道向另一個(gè)車(chē)道的移動(dòng)調(diào)整，以減少調(diào)頭時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑。,在每一屆東京國(guó)際車(chē)展上，本田都會(huì)發(fā)表多款都會(huì)概念新車(chē)，在即將于本月下旬開(kāi)幕的2007年?yáng)|京國(guó)際車(chē)展上也不例外，日前原廠公布將發(fā)表一款稱(chēng)為Puyo的都會(huì)概念車(chē)，除了采用鍘刀式車(chē)門(mén)啟閉機(jī)制外，還具備可以360度原地回轉(zhuǎn)的新科技。,4.2電動(dòng)轉(zhuǎn)向（EPS）,EPS 是Electric power steering電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 ESP 是Electronic Stability Program電子穩(wěn)定程序在任何行駛狀態(tài)下，不管是在緊急制動(dòng)還是正常制動(dòng)，以及在車(chē)輛自由行駛、加速、油門(mén)或載荷發(fā)生變化的時(shí)候，ESP都能讓車(chē)輛保持穩(wěn)定，并確保駕駛員對(duì)車(chē)輛操縱自如。 ESP以高頻率(25次/秒)對(duì)當(dāng)前的行駛狀態(tài)及駕駛員的轉(zhuǎn)向操作進(jìn)行檢測(cè)和比較，時(shí)刻對(duì)失去穩(wěn)定的情況、過(guò)度轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)向不足進(jìn)行記錄，一旦預(yù)定的情況有出現(xiàn)危險(xiǎn)的可能性，ESP會(huì)立即作出干預(yù)使車(chē)輛恢復(fù)穩(wěn)定。因此，ESP在車(chē)輛即將失去穩(wěn)定、糾正車(chē)輛姿態(tài)和恢復(fù)穩(wěn)定的過(guò)程中完全是主動(dòng)的，在事故發(fā)生之前起作用，徹底防范事故的發(fā)生，主動(dòng)地提高行車(chē)安全。,分類(lèi),汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可按轉(zhuǎn)向的能源不同分為 1 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 2 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩類(lèi),目的,動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于使轉(zhuǎn)向操縱靈活、輕便，在設(shè)計(jì)汽車(chē)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式的選擇靈活性增大，能吸收路面對(duì)前輪產(chǎn)生的沖擊等優(yōu)點(diǎn)，因此已在各國(guó)的汽車(chē)制造中普遍采用。 但是，具有固定放大倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在低速行駛時(shí)可使轉(zhuǎn)向輕便、靈活；當(dāng)汽車(chē)在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時(shí)，又能保證提供最優(yōu)的動(dòng)力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高了高速行駛的操縱穩(wěn)定性。,電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),（簡(jiǎn)稱(chēng)EPS-Electronic Control Power Steering），根據(jù)動(dòng)力源不同又可分為 1）液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（液壓式EPS） 液壓式EPS是在傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了控制液體流量的電磁閥、車(chē)速傳感器和電子控制單元等，電子控制單元根據(jù)檢測(cè)到的車(chē)速信號(hào)，控制電磁閥，使轉(zhuǎn)向動(dòng)力放大倍率實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，從而滿足高、低速時(shí)的轉(zhuǎn)向助力要求。,2）電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（電動(dòng)式EPS）,電動(dòng)式EPS是利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車(chē)速等信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)扭矩的大小和方向。電動(dòng)機(jī)的扭矩由電磁離合器通過(guò)減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，加在汽車(chē)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。,扭轉(zhuǎn)傳感器和減速機(jī)構(gòu),電動(dòng)式EPS有許多液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所不具備的優(yōu)點(diǎn)：,（1）將電動(dòng)機(jī)、離合器、減速裝置、轉(zhuǎn)向桿等各部件裝配成一個(gè)整體，這既無(wú)管道也無(wú)控制閥，使其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量減輕。一般電動(dòng)式EPS的質(zhì)量比液壓式EPS質(zhì)量輕25%左右。 （2）沒(méi)有液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必須的常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向油泵，電動(dòng)機(jī)只是在需要轉(zhuǎn)向時(shí)才接通電源，所以動(dòng)力消耗和燃油消耗均可降到最低。 （3）省去了油壓系統(tǒng)，所以不需要給轉(zhuǎn)向油泵補(bǔ)充油，也不必?fù)?dān)心漏油。 （4）可以比較容易地按照汽車(chē)性能的需要設(shè)置、修改轉(zhuǎn)向助力特性。,電動(dòng)式EPS的組成、原理與特點(diǎn),電動(dòng)式EPS通常由扭矩傳感器、車(chē)速傳感器、電子控制單元（ECU）、電動(dòng)機(jī)和電磁離合器等組成。 電動(dòng)式EPS是利用電動(dòng)機(jī)作為助力源，根據(jù)車(chē)速和轉(zhuǎn)向參數(shù)等，由電子控制單元完成助力控制。,其原理可概括如下：,當(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向盤(pán)軸上的扭矩傳感器不斷地測(cè)出轉(zhuǎn)向軸上的扭轉(zhuǎn)信號(hào)，該信號(hào)與車(chē)速信號(hào)同時(shí)輸入到電子控制單元。電控單元根據(jù)這些輸入信號(hào)，確定助力扭矩的大小和方向，即選定電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向，調(diào)整轉(zhuǎn)向輔助動(dòng)力的大小。電動(dòng)機(jī)的扭矩由電磁離合器通過(guò)減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，加在汽車(chē)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與汽車(chē)工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。,1.扭矩傳感器,扭矩傳感器的作用是測(cè)量轉(zhuǎn)向盤(pán)與轉(zhuǎn)向器之間的相對(duì)扭矩，以作為電動(dòng)助力的依據(jù)之一。,2.電動(dòng)機(jī),電動(dòng)式EPS用電動(dòng)機(jī)與啟動(dòng)用直流電動(dòng)機(jī)原理上基本相同，轉(zhuǎn)向助力用直流電動(dòng)機(jī)需要正反轉(zhuǎn)控制，控制觸發(fā)信號(hào)端電流的大小，就可以控制通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流的大小。,3.電磁離合器,滑動(dòng)可變電阻式扭矩傳感器結(jié)構(gòu)電流通過(guò)滑環(huán)進(jìn)入電磁離合器線圈時(shí)，主動(dòng)輪產(chǎn)生電磁吸力，帶花鍵的壓板被吸引與主動(dòng)輪壓緊，于是電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)軸、主動(dòng)輪、壓板、花鍵、從動(dòng)軸傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 電動(dòng)式EPS一般都設(shè)定一個(gè)工作范圍，例如當(dāng)車(chē)速達(dá)到45km/h時(shí)，就不需要輔助動(dòng)力轉(zhuǎn)向，這時(shí)電動(dòng)機(jī)就停止工作，為了不使電動(dòng)機(jī)和電磁離合器的慣性影響轉(zhuǎn)向系的工作，離合器應(yīng)及時(shí)分離，以切斷輔助動(dòng)力。另外當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，離合器會(huì)自動(dòng)分離，這時(shí)仍可利用手動(dòng)控制轉(zhuǎn)向。,4.減速機(jī)構(gòu),減速機(jī)構(gòu)是電動(dòng)式EPS不可缺少的部件。目前實(shí)用的減速機(jī)構(gòu)有多種組合方式，一般采用蝸輪蝸桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動(dòng)組合式，也有的采用兩級(jí)行星齒輪與傳動(dòng)齒輪組合式。為了抑制噪聲和提高耐久性，減速機(jī)構(gòu)中的齒輪有的采用特殊齒形，有的采用樹(shù)脂材料制成。,注意： 1.電動(dòng)機(jī)電流控制 電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩和車(chē)速信號(hào)確定并控制電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流方向和大小。使其在每一種車(chē)速下都可以得到最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向助力扭矩。 2.速度控制 當(dāng)車(chē)速高于43-52km/h時(shí)，停止對(duì)電動(dòng)機(jī)供電的同時(shí)，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)的電磁離合器分離，按普通轉(zhuǎn)向控制方式工作，以確保行車(chē)安全。 3.臨界控制 這是為了保護(hù)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)以及控制組件而設(shè)的控制項(xiàng)目。在轉(zhuǎn)向器偏轉(zhuǎn)至最大（即臨界狀態(tài)）時(shí)，由于此時(shí)電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，所以流入電動(dòng)機(jī)的電流達(dá)最大值，為了避免持續(xù)大電流使電動(dòng)機(jī)及控制組件發(fā)熱損壞，所以每當(dāng)較大電流連續(xù)通過(guò)3Os后，系統(tǒng)就會(huì)控制電流使之逐漸減小。當(dāng)臨界控制狀態(tài)解除后，控制系統(tǒng)就會(huì)再逐漸增大電流，一直達(dá)到正常的工作電流值為止。 4.自診斷和安全控制 該系統(tǒng)的電子控制單元具有故障自診斷功能，當(dāng)電子控制單元檢測(cè)出系統(tǒng)存在故障時(shí)都可顯示出相應(yīng)的故障代碼，以便采取相應(yīng)的措施。當(dāng)檢測(cè)出系統(tǒng)的基本部件如扭矩傳感器、電動(dòng)機(jī)、車(chē)速傳感器等出現(xiàn)故障而導(dǎo)致系統(tǒng)處于嚴(yán)重故障的情況下，系統(tǒng)就會(huì)使,