汽车转向电子控制系统的执行元件结构与工作原理

1.电子控制液力式动力转向系统的主要执行元件的结构及工作原理

（1）转向控制阀 如图4-6所示，其基本结构是在传统的整体式动力转向控制阀的基础上，在内部增加了一个油压反作用力室和四个小柱塞，四个小柱塞位于控制阀阀体下端的油压反力室内。输入轴部分有两个小凸起顶在柱塞上。在油压反作用力室受到高压作用时，柱塞将推动控制阀阀杆。此时，扭杆即使受到转矩作用，由于柱塞推力的影响，也会抑制控制阀阀杆与阀体的相对回转。

（2）分流阀 分流阀的作用是将来自转向油泵输出的液压油向控制阀一侧和电磁阀一侧分流，按照车速和转向要求，改变控制阀一侧与电磁阀一侧的油压，确保电磁阀一侧具有稳定的油液流量。阻尼孔的作用是把供给转向控制阀的一部分流量分配到油压反作用力室一侧。

（3）电磁阀 电磁阀由滑阀、电磁线圈和油路通道等构成。电磁阀油路的阻尼面积，可随电磁线圈通电电流占空比（通断比）变化。车速低时，通电电流大，滑阀被吸引，油路的阻尼增大，流向油箱的回流量增加。随着车速的升高，电流减小，油液回流量也减少。

图4-6 转向控制阀

1—柱塞 2—扭杆 3—凸起 4—油压反力室

（4）电动机 通常采用免维护无电刷式电动机。这种电动机利用电子方式实现整流，而且没有电刷的磨损，因此具有很好的可靠性和较长的使用寿命。当不需要提供转向助力时，电动机在很小的电流驱动下转动，这样当需要较大的转向助力时，电动机就可以立即提高转速以提供所需要的助力。

（5）液压泵 采用齿轮式液压泵或叶片式液压泵。液压泵体内布置有共鸣室和限压阀，共鸣室的作用是降低液压泵的工作噪声，限压阀可以将液压控制在规定的范围内。当电动机转动时，带动机械液压泵驱动液压油流动。在更换液压油或更换助力转向系统部件导致空气进入液压管路时，电控液压助力转向系统需要执行排气程序，否则会导致转向时产生噪声或振动。

2.电子控制电动式动力转向系统的主要执行元件的结构及工作原理

（1）电动机 转向助力电动机就是一般的永磁电动机，如图4-7所示，电动机的输出转矩控制是通过控制其输入电流来实现的，而电动机的正转和反转则由电子控制单元（ECU）输出的正反转触发脉冲控制。图4-8所示是一种比较简单实用的正反转控制电路。a₁、a2为触发信号端。从电子控制器得到的直流信号输入到a₁、a₂端，用以触发电机产生正反转。当a₁端得到输入信号时，晶体管VT₃导通，VT₂管得到基极电流而导通，电流经VT₂管的发射极和集电极、电动机M、VT₃管的集电极和发射极搭铁，电动机有电流通过而正转。当a₂端得到输入信号时，晶体管VT₄导通，VT₁管得到基极电流而导通，电流经过VT₁管的发射极和集电极，电动机M、VT₄管的集电极和发射极搭铁，电动机有反向电流通过而反转。控制触发信号端的电流大小，就可以控制电动机通过电流的大小。

图4-7 永磁电动机(www.xing528.com)

1—电磁离合器 2—涡轮 3—斜齿轮

图4-8 正反转控制电路

（2）离合器 一般使用干式单片电磁离合器，如图4-9所示。工作电压为DC12V，额定转速时传递的转矩为15N·m，线圈电阻20Ω左右。

其工作原理是：当电流通过滑环进入离合器线圈时，主动轮产生电磁吸力，带花键的压板被吸引与主动轮压紧，电动机的动力经过轴、主动轮、压板、花键、从动轴传给执行机构。

（3）减速机构 目前使用的减速机构有多种组合方式，一般采用涡轮蜗杆与转向轴驱动组合式；也有的采用两级行星齿轮与传动齿轮组合式。图4-10所示是涡轮与斜齿轮组合方式。涡轮与固定在转向柱输出轴上的斜齿轮相啮合，它把电动机的回转运动减速后传递到输出轴上。为了抑制噪声和提高耐久性，减速机构中的齿轮有的采用特殊齿形，有的采用树脂材料制成。

图 4-9

1—滑环 2—线圈 3—压板 4—花键 5—从动轴 6—主动轮 7—轴承

图 4-10

1—转矩传感器 2—转轴 3—扭力杆 4—输入轴 5—电动机 6—行星齿轮 7—太阳轮