在法国标致雪铁龙集团的各系列轿车中,所使用转向助力系统的类型主要有液压型(由发动机曲轴皮带轮直接驱动)、电一液型(简称GEP泵)和电子助力型(纯电动助力控制)。下面就GEP泵的结构、工作原理作逐一介绍,并对相关案例进行故障分析。
一、组成与原理
1.结构组成
如图1所示,在标致轿车307、408等系列车型上常用的GEP泵主要由电机、GEP电脑、联接器、齿轮泵、限压阀、安全阀、铝制壳体和储液罐等组成。GEP泵是一种通过GEP来管理的齿轮式电子液压助力转向系统,其特点是具有可以获得可变助力转向的能力,GEP转向助力泵不再由发动机来驱动,而是通过电子控制液压泵工作获得助力,这种结构的优点是降低油耗,车辆每行驶 100km可节省0.1~0.2L汽油,另外该系统的转向助力还可以随车速的变化而变化。GEP安装在车辆的右前纵梁上,根据安全阀开启的最大压力,目前采用的有两种不同型号的GEP泵,一种在正常功率下最大助力压力为10MPa,另一种是在高功率下最大助力压力为11 MPa,两者结构基本相同。
2.运行原理
GEP泵的运行原理如图2所示。根据车速和方向盘转速两个信息,GEP泵调整其所提供的助力转向油的流量,其运行原理如下:
(1)液压泵的流量随车速的变化而变化,因此转向助力也随车速而变化。
(2)液压泵的流量随方向盘转速的变化而变化。出于降低噪声的需要,在驻车时,不管方向盘速度是多少,GEP泵的转速恒定(大约为3000r/min)。方向盘转速小时,助力转向油流量的增量大,方向盘转速大时,助力转向油流量的增量小。
(3)液压泵的流量随液压油温度的变化而变化,电机转速也随之变化。当GEP泵温度达到115℃时,GEP电脑逐渐限制GEP泵的功率,以避免电子元件发热而导致电机或GEP电脑受损。系统冷却后就又恢复原来的功率水平。当转向系统温度达到1300C时,GEP泵停止工作。GEP泵在600r/min以下时,助力不易被察觉,驾驶者对转向助力手感稍差。
3.控制信息
(1)方向盘转速信息
安装在方向盘控制模块中的方向盘角度传感器为转向助力GEP泵电脑提供方向盘转速信号,此信号决定GEP泵的流量变化。G EP泵电脑接收到方向盘转速信号后,确定方向盘转动的速度和方向。如果车辆装备有ABS,方向盘角度传感器是霍尔效应型,其检测方向盘角度的范围在-901°~901°,最大转动速度为2000°/s,行车时方向盘速度测量范围为0~1200°/s。
(2)发动机转速信息
发动机转速信息由交流发电机的转速提供,并经发动机ECU和中央控制电脑(BSI)提供给GEP电脑,这是一个+12V/0V的逻辑信息。点火开关(+APC)信号存在时,GEP泵在发电机转速信号出现时启动,在+APC信号消失时停止。
③车速信息
车速信息是一个来自ABS或ESP电脑的信号,该信号被用来管理控制GEP泵。当车辆熄火时,助力转向器仍然保持功能。如果发动机不启动,打开点火开关后推车,GEP泵自动启动并提供助力,但这种操作将导致GEP泵消耗过多电能,从而使蓄电池内的能量耗尽,通常不建议使用这种降级模式。当GEP电脑和发动机ECU存在故障时,转向系统会将转向器转入手动模式。