浅析电控液压助力转向系统的分配转阀工作过程及转向控制原理

来源：职称驿站所属分类：机械论文发布时间：2012-08-16 09:35:18浏览：次

　　由于汽车高速化后，地面对行路机构和转向系统的冲击力明显增大。从而，对行驶的安全性、操纵性、稳定性提出更高的要求。为此，电控动力转向系统，在各类汽车上普遍装用，已成为必备的装置。本文就电控液压助力转向系统的分配转阀工作过程及转向控制原理做一简单介绍.
　　关键字：分配转阀，工作过程，原理
　　一、分配转阀的工作过程：
　　分配阀由转阀和阀体及扭力杆组成，其工作原理，如下图所示：
　　
　　图七、分配阀工作原理
　　1、直行—转阀在中间常开位置，与阀体凸沿存在着对称的流动间隙，各油孔都和进、回油道相通，动力缸的L、R腔也相通，整个转向助力系统处于低压常流循环状态。
　　2、右转弯时—转阀顺时针转动，上端销1拨动扭杆和齿轮转动，克服了间隙△，下端销2拨动转阀转动。由于存在转向阻力的关系，要拨动齿轮和齿条，需有足够的转向力矩，这个阻力矩使扭杆产生弹性变形。因有间隙△的存在，造成了阀体转动角度永远小于转阀的转动角度。
　　这样，就使阀体和转阀之间产生了角位置错移，角位移量等于扭杆的变形量。从而使阀体和转阀的纵向槽错开，造成一侧的通油间隙减小或封闭（通L腔的下槽）；另一侧的通油间隙为加大状态（通R腔的上槽）。这样，就使流入阀体的压力油流向间隙增大的R腔一边，并通过转阀的纵槽和通油孔R，流过壳体上的油道进入动力缸的R腔，推动活塞助力。
　　同时，另一组的纵向槽也错开（L腔），使阀体上的下油槽与L腔相通的一侧油道间隙增大，使L腔的油经阀体下油环槽油孔，进入阀体与转阀的另一纵向槽，再经转阀的油孔流入转阀内腔，流回油罐。动力缸内的油压差即为转向助力能源。
　　3、当方向盘仃止在某一转角不变时—转阀和扭杆就停止转动和变形，但不回位，因角位移量等于扭杆的变形量（助力计量值），阀体相对转阀跟踪助力，转过一定角度就减小了通油间隙。此时，M助力=M阻力，相互平衡，维持一定的助力油压差和一定的车轮转角。
　　4、当方向盘回正时—方向盘回位，转阀回位，扭杆回位，流动间隙恢复对称状态，助力系统恢复低压常流循环状态，前轮在其回正力矩的作用下回位。但由于L腔和R腔油液的转换，前轮回正慢于机械式。这不是故障，而是特性，有防止“打手”的好处。
　　5、当遇到巨大的单边冲击或爆胎时—转向轮会猛然向一方偏转，反向力使阀体产生角位移，使阀体和转阀产生反向角位移，反向接通动力缸，阻止车轮偏转，使汽车仍能保持原行驶方向。因动力转向系统具有“正向传动、正向导通助力；反向传动、反向导通助力”的特点，从而提高了汽车行驶的被动安全性。
　　6、左转弯时—转阀和阀体反时针转动，角位移错开的方向相反，改变油路，L腔充油，R腔排油，产生压力差而助力（从略）。
　　二、电控液压动力转向的控制原理：
　　其电控系统有：动力转向电脑ECU、车速传感器VSS、电磁阀、分流阀、反应室等组成。其作用是：判定车辆是否是停止状态、低速行驶状态、高速行驶状态。ECU用车速传感器VSS传来的输入信号，按工况的需求调节电磁阀电流的大小，改变反应室内的油压，产生良好的手感（路感），提高行驶的操纵性和稳定性。
　　
　　
　　1、分流阀—它的作用是：将油泵送来的油液分配到转阀、电磁阀、反应室中。
　　（1）不转向时—油泵和转阀中的油压小，分配阀中的空心柱塞在其弹簧的作用下，处于最高位置，下端阀口开启度最大，整个系统为低压油常流循环状态。
　　（2）转向时—转阀中的油压增大，电磁阀和反应室的油压也增大，作用在锥形承压面上的油压，产生向下的推力，空心柱塞向下移动，减小或关闭到反应室和电磁阀的阀口。此时，电磁阀和反应室的油压的高低，由电脑ECU控制电磁阀来调节。
　　2、电磁阀—它的作用是：电脑ECU根据车速信号VSS，使电磁阀开启，用0～1A的电流值，调节反应室内的油压，产生不同的“手感”。
　　（1）不转向时—电磁阀不通电，空心柱塞在弹簧的作用下，处于最高位置，大阀口关闭，只小孔通油，来自分流阀和反应室的油，从小孔泄走量很少，维持一定油压。
　　（2）原地转向或低车速转向时—ECU输出大电流给电磁阀，磁吸力吸动空心柱塞下移，使大阀口开大，油液大量泄流回油罐，反应室内油压降低，使司机产生“轻手感”。
　　（3）中、高速转向时—电磁阀的电流减小，大阀口也减小或直至关闭，油液泄流回油罐的量减少，使转阀流入分流阀和反应室的油压升高，司机产生“沉手感”。
　　
　　图十一、电磁阀电流特性
　　3、量孔—串连在转阀和反应室的管道上，它的作用是：当分流阀的空心柱塞下移到关闭位置时，电磁阀的空心柱塞也处于关闭位置时，两阀失去了调节能力，转阀的高油压经量孔流入反应室，进行补助调节。
　　4、反应室—它的作用是：将液压反应力传给方向盘，产生轻、重不同的手感，提醒司机注意。四个液压反应活塞装于齿轮轴套中，对称的顶靠在分配阀下端的凸沿上，接收凸沿的推力，利用油压来定位。
　　（1）直行时—四个反应活塞的背面，作用着相同的油压，且油压很小，为低压常流循环状态。
　　（2）转向时—分配阀和凸沿转动，推动相关的左、右两个活塞移动，手感的大小决定于车速的高低和反应室内的油压。车速低时反应室内油压低，手感就觉轻便；车速高时反应室内油压高，手感就觉沉重，不存在发飘的感觉。
　　总之，液压助力系统的故障是：漏油；漏油点是：四个油封和阀体上的四个密封圈，要求方向机打到底的时间不要超过15s。电控系统的常见故障有两个：一是，怠速时原地转向或低车速转向时手感沉重；二是，中、高速行驶转向时手感发飘。故障的集中点应是：动力转向ECU、电磁阀、车速传感器、分流阀等元件，可通过检取故障代码和电测量并结合机理分析来排除。