《新能源汽車結(jié)構(gòu)與原理》課件 項目五 任務(wù)一 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

《新能源汽車結(jié)構(gòu)與原理》項目五電動輔助系統(tǒng)05項目五電動輔助系統(tǒng)

電動輔助系統(tǒng)任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)任務(wù)二電動制動系統(tǒng)任務(wù)四照明與信號系統(tǒng)任務(wù)三空調(diào)系統(tǒng)任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解電動汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點；2.了解電動汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類；3.了解電動汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：4.能夠正確描述電動汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理。一、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述

助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。1.液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用液壓伺服控制方式構(gòu)成的液壓控制系統(tǒng)，主要由V型傳動皮帶、壓力流量控制閥體、油管、動力缸、轉(zhuǎn)向助力泵、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向傳動軸、儲油罐等部件構(gòu)成。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述（1）液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)點1）采用機械部件連接，操控精準(zhǔn)，路感直接，信息反饋豐富；2）液壓泵由發(fā)動機驅(qū)動，轉(zhuǎn)向動力充沛，技術(shù)成熟，可靠性高，平均制造成本低。（2）液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺點1）低速大轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)彎時比較沉；2）依靠發(fā)動機動力來驅(qū)動油泵，能耗比較高；3）液壓系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，油路經(jīng)常保持高壓狀態(tài)，使用壽命受到影響。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述2.電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）電控液壓助力系統(tǒng)（EHPS）的主要由儲油罐、控制單元、電動泵、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、助力轉(zhuǎn)向傳感器等構(gòu)成。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述（1）電控液壓助力系統(tǒng)優(yōu)點采用電動液壓泵,低速輸出大扭矩，高速輸出小扭矩。（2）電控液壓助力系統(tǒng)缺點結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于安裝維修及檢測、造價較高，無法克服液壓系統(tǒng)的缺點，如滲油問題、低溫工作性能。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述3.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）是一種直接依靠電動機提供輔助轉(zhuǎn)矩的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，可以根據(jù)不同的使用工況控制電動機提供不同的動力，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力隨車速的變化而變化，且僅在需要轉(zhuǎn)向的時候提供轉(zhuǎn)向動力，降低燃油消耗率，且轉(zhuǎn)向更加輕便。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述（1）電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)點1）結(jié)構(gòu)簡單；2）降低油耗；3）噪聲??；4）助力效果好；5）實現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主動回正；6）環(huán)保性好；（2）電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺點成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜維修難。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)二、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）的分類電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）根據(jù)電機驅(qū)動部位和機械結(jié)構(gòu)的不同，可將電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）分為轉(zhuǎn)向軸助力式、齒輪助力式和齒條助力式。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)二、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）的結(jié)構(gòu)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）直接依靠電動機提供輔助轉(zhuǎn)向動力。EPS主要由轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、車速傳感器、電動機、電磁離合器、減速機構(gòu)、電子控制單元（ECU）等組成。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)二、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（1）轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器用于檢測作用于轉(zhuǎn)向盤上扭矩信號的大小與方向。接觸式扭桿電位計傳感器是在轉(zhuǎn)向軸位置加一根扭桿，通過扭桿檢測輸入軸與輸出軸的相對扭轉(zhuǎn)位移，并將這種扭轉(zhuǎn)變化輸入給ECU。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)二、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（2）電動機EPS一般常采用直流無刷永磁電動機,無刷永磁電動機具有無激磁損耗、效率較高、體積較小等特點。（3）電磁離合器電磁離合器可以保證電動助力只在預(yù)定的范圍內(nèi)起作用。當(dāng)車速、電流超過限定的最大值或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)生故障時，離合器便自動切斷電動機動力，恢復(fù)手動控制轉(zhuǎn)向。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)二、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（4）減速機構(gòu)減速機構(gòu)用來增大電動機傳遞給轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)矩。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理

電動式EPS以直流電動機作為助力源，電子控制單元根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向參數(shù)控制電動機通電電流強度，調(diào)節(jié)加力電動機工作力矩，進而控制轉(zhuǎn)向助力強度。電動式EPS的助力作用受電腦控制，在低速轉(zhuǎn)向時的助力作用最強，隨著車速的升高助力作用逐漸減弱?，F(xiàn)以奧迪雙小齒輪電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為例分析轉(zhuǎn)向過程。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理

1.工作原理（1）司機轉(zhuǎn)動方向盤時，轉(zhuǎn)向助力過程就開始了。（2）方向盤上作用的轉(zhuǎn)動力矩使得轉(zhuǎn)向機中的扭力桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向力矩傳感器檢測到這個扭轉(zhuǎn)量，并將測得的轉(zhuǎn)向力矩通知控制單元。（3）轉(zhuǎn)向角傳感器送來實際轉(zhuǎn)向角信息；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器送來實際轉(zhuǎn)向速度信息。（4）控制單元根據(jù)下列因素來確定出所需要的助力力矩并操縱電機來工作：轉(zhuǎn)向力矩、車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向速度以及控制單元內(nèi)存儲的特性曲線。（5）轉(zhuǎn)向助力是由第二個小齒輪來完成的，該小齒輪按平行于齒條方向傳力，它由一個電機來驅(qū)動。該電機通過蝸輪蝸桿機構(gòu)和一個驅(qū)動小齒輪咬合在齒條上，并傳遞轉(zhuǎn)向所需要的輔助力。（6）方向盤上的轉(zhuǎn)向力矩和助力力矩的和就是轉(zhuǎn)向機上用于驅(qū)動齒條的力矩。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理

2.停車時的轉(zhuǎn)向過程（1）在停車時，司機用力轉(zhuǎn)動方向盤。（2）扭力桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向力矩傳感器檢測到這個扭轉(zhuǎn)量，將這個信息通知控制單元（現(xiàn)在有一個很大的轉(zhuǎn)向力矩作用在方向盤上）。（3）轉(zhuǎn)向角傳感器送來較大的轉(zhuǎn)向角信息；電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器送來實際轉(zhuǎn)向速度信息。（4）控制單元根據(jù)下列因素來確定出需要較大的助力力矩并操縱電機來工作：較大的轉(zhuǎn)向力矩、車速為0km/h、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、較大轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向速度以及控制單元內(nèi)存儲的用于車速為0km/h的特性曲線。（5）于是在停車時，第二個小齒輪按平行于齒條方向傳遞最大的輔助力。（6）方向盤上的轉(zhuǎn)向力矩和這個最大的助力力矩的和就是停車時轉(zhuǎn)向機上用于驅(qū)動齒條的力矩。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理

3.城市道路行駛的轉(zhuǎn)向過程（1）在城市行駛中遇彎道時司機轉(zhuǎn)動方向盤。（2）扭力桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向力矩傳感器檢測到這個扭轉(zhuǎn)量，將這個信息通知控制單元（現(xiàn)在有一個中等的轉(zhuǎn)向力矩作用在方向盤上）。（3）轉(zhuǎn)向角傳感器送來中等速度的轉(zhuǎn)向角信息；電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器送來實際轉(zhuǎn)向速度信息。（4）控制單元根據(jù)下列因素來確定出需要中等的助力力矩并操縱電機來工作：中等的轉(zhuǎn)向力矩、車速為50km/h、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、中等轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向速度以及控制單元內(nèi)存儲的用于車速為50km/h的特性曲線。（5）于是在轉(zhuǎn)彎時，第二個小齒輪按平行于齒條方向傳遞中等的輔助力。（6）方向盤上的轉(zhuǎn)向力矩和這個中等助力力矩的和就是城市道路轉(zhuǎn)彎時轉(zhuǎn)向機上用于驅(qū)動齒條的力矩。任務(wù)一電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理4.高速公路行駛的轉(zhuǎn)向過程（1）在變道時司機輕輕轉(zhuǎn)動方向盤。（2）扭力桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向力矩傳感器檢測到這個扭轉(zhuǎn)量，將這個信息通知控制單元（現(xiàn)在有一個很小的轉(zhuǎn)向力矩作用在方向盤上）。（3）轉(zhuǎn)向角傳感器送來很小的轉(zhuǎn)向角信息；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器送來實際轉(zhuǎn)向速度信息。（4）控制單元根據(jù)下列因素來確定出需要很小的助力力矩或者根本不需要助力力矩并操縱電機來工作：很小的轉(zhuǎn)向力矩、車速為100km/h、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、很小的轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向速度以及控制單元內(nèi)存儲的用于車速為100km/h的特性曲線。（5）于是在高速