汽車(chē)機(jī)械電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究

金朝昆

(重慶經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院 重慶 400000)

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汽車(chē)機(jī)械電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究

金朝昆

(重慶經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院 重慶 400000)

汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用于改變或保持汽車(chē)行駛方向的專門(mén)機(jī)構(gòu)。起作用是使汽車(chē)在行駛過(guò)程中能按照駕駛員的操縱要求而適時(shí)地改變其行駛方向，并在受到路面?zhèn)鱽?lái)的偶然沖擊及汽車(chē)意外地偏離行駛方向時(shí)，能與行駛系統(tǒng)配合共同保持汽車(chē)?yán)^續(xù)穩(wěn)定行駛。因此，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能直接影響著汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和安全性。

汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；電控助力轉(zhuǎn)向；發(fā)展趨勢(shì)；故障影響

一、緒論

(一)研究本課題的目的和意義。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來(lái)改變汽車(chē)行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)的總稱。其功用是保證汽車(chē)能按駕駛員的意愿進(jìn)行直線或轉(zhuǎn)向行駛。

本設(shè)計(jì)根據(jù)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作過(guò)程和工作要求，設(shè)計(jì)一套汽車(chē)電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，此電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵，根據(jù)車(chē)速信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)速信號(hào)控制轉(zhuǎn)向油泵的泵油量，達(dá)到變助力的轉(zhuǎn)向。

(二)汽車(chē)轉(zhuǎn)向技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。目前我國(guó)生產(chǎn)的商用車(chē)和轎車(chē)上采用的大多是電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它是比較成熟和應(yīng)用廣泛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

盡管電控液壓動(dòng)力裝置從一定程度上緩解了傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向中輕便性和路感之間的矛盾，然而它還是沒(méi)有從根本上解決液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在的不足，隨著汽車(chē)微電子技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)燃油節(jié)能的要求以及全球性倡導(dǎo)環(huán)保，其在布置，安裝，密封性，操縱靈敏度，能量消耗，磨損與噪聲等方面的不足已越來(lái)越明顯，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)向著電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展。

二、汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷

(一)機(jī)械轉(zhuǎn)向系故障診斷。機(jī)械轉(zhuǎn)向系的常見(jiàn)故障部位主要有：轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接處、轉(zhuǎn)向器等。

機(jī)械轉(zhuǎn)向系的常見(jiàn)故障主要包括：轉(zhuǎn)向沉重，轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程過(guò)大和轉(zhuǎn)向輪抖動(dòng)。

1.轉(zhuǎn)向沉重

(1)故障現(xiàn)象。汽車(chē)行駛中，駕駛員向左、右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，感到沉重費(fèi)力，無(wú)回正感；汽車(chē)低速轉(zhuǎn)彎行駛和調(diào)頭時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)感到非常沉重，甚至打不動(dòng)。

2.故障原因及處理辦法。轉(zhuǎn)向沉重的根本原因是轉(zhuǎn)向輪氣壓不足或定位不準(zhǔn)，轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)鏈中出現(xiàn)配合過(guò)緊或卡滯而引起摩擦阻力增大。具體原因主要有：①轉(zhuǎn)向輪輪胎氣壓不足，應(yīng)按規(guī)定充氣。②轉(zhuǎn)向輪本身定位不準(zhǔn)或車(chē)軸、車(chē)架變形造成轉(zhuǎn)向輪定位失準(zhǔn)，應(yīng)校正車(chē)軸和車(chē)架，并重新調(diào)整轉(zhuǎn)向輪定位。③轉(zhuǎn)向器主動(dòng)部分軸承調(diào)整過(guò)緊或從動(dòng)部分與襯套配合太緊，應(yīng)予調(diào)整。

(二)轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程過(guò)大

1.故障現(xiàn)象。汽車(chē)保持直線行駛位置靜止不動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)左右轉(zhuǎn)動(dòng)的游動(dòng)角度太大。具體表現(xiàn)為汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)感覺(jué)轉(zhuǎn)向盤(pán)松曠量很大，需用較大的幅度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)，方能控制汽車(chē)的行駛方向；而在汽車(chē)直線行駛時(shí)又感到行駛方向不穩(wěn)定。

2.故障原因及處理辦法。轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程過(guò)大的根本原因是轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)軸中—處或多處的配合因裝配不當(dāng)、磨損等原因造成松曠。具體原因主要有：①轉(zhuǎn)向器主、從動(dòng)嚙合部位間隙過(guò)大或主、從動(dòng)部位軸承松曠，應(yīng)予調(diào)整或更換。②轉(zhuǎn)向盤(pán)與轉(zhuǎn)向軸連接部位松曠，應(yīng)予調(diào)整。③轉(zhuǎn)向垂臂與轉(zhuǎn)向垂臂軸連接松曠，應(yīng)予調(diào)整。

(三)轉(zhuǎn)向輪抖動(dòng)

1.故障現(xiàn)象。汽車(chē)在某低速范圍內(nèi)或某高速范圍內(nèi)行駛時(shí)，出現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪各自圍繞自身主銷進(jìn)行角振動(dòng)的現(xiàn)象。尤其是高速時(shí)，轉(zhuǎn)向輪擺振嚴(yán)重，握轉(zhuǎn)向盤(pán)的手有麻木感，甚至在駕駛室可看到汽車(chē)車(chē)頭晃動(dòng)。

2.故障原因及處理辦法。轉(zhuǎn)向輪抖動(dòng)的根本原因是轉(zhuǎn)向輪定位不準(zhǔn)，轉(zhuǎn)向系連接部件之間出現(xiàn)松曠，旋轉(zhuǎn)部件動(dòng)不平衡。具體原因主要有：①轉(zhuǎn)向輪旋轉(zhuǎn)質(zhì)量不平衡或轉(zhuǎn)向輪輪轂軸承松曠，應(yīng)予校正動(dòng)平衡或更換軸承。②轉(zhuǎn)向輪使用翻新輪胎，應(yīng)予更換。③兩轉(zhuǎn)向輪的定位不正確，應(yīng)予調(diào)整或更換部件。

(四)轉(zhuǎn)向噪音

1.故障現(xiàn)象：汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向系出現(xiàn)過(guò)大的噪聲。

2.故障原因及處理辦法：裝有動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的汽車(chē)，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，轉(zhuǎn)向助力泵的溢流閥中出現(xiàn)液流噪聲是正常的，但噪聲過(guò)大甚至影響轉(zhuǎn)向性能時(shí)，該噪聲應(yīng)視為故障。因助力系統(tǒng)引起轉(zhuǎn)向噪聲的原因主要是：①轉(zhuǎn)向泵損壞或磨損嚴(yán)重，應(yīng)予修理或更換。②轉(zhuǎn)向泵傳動(dòng)帶打滑，應(yīng)予調(diào)整或更換。③控制閥性能不良，應(yīng)予檢修。

(五)轉(zhuǎn)向儀器檢測(cè)。轉(zhuǎn)向系的常用診斷參數(shù)有：轉(zhuǎn)向盤(pán)最大自由轉(zhuǎn)動(dòng)量(即轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程)、轉(zhuǎn)向盤(pán)外緣最大轉(zhuǎn)向切向力(即轉(zhuǎn)向盤(pán)最大轉(zhuǎn)向力，N)、轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)向角(°)、汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎半徑(m)、轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)等。

1.轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)向力的檢測(cè)。轉(zhuǎn)動(dòng)操縱盤(pán)，轉(zhuǎn)向力通過(guò)底板、力矩傳感器、連接叉?zhèn)鬟f到被測(cè)轉(zhuǎn)向盤(pán)上，使轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，力矩傳感器將轉(zhuǎn)向力矩變成電信號(hào)，而定位桿內(nèi)端連接的光電裝置則將轉(zhuǎn)角的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。這兩種電信號(hào)由微機(jī)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)角的編碼、運(yùn)算、分析、存儲(chǔ)、顯示和打印，因而該儀器既可測(cè)得轉(zhuǎn)向力，又可測(cè)得轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角。

2.轉(zhuǎn)向盤(pán)自由轉(zhuǎn)動(dòng)量的檢測(cè)。轉(zhuǎn)向盤(pán)自由轉(zhuǎn)動(dòng)量又可稱為轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程，是指汽車(chē)保持直線行駛位置不動(dòng)時(shí)，左右晃動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)的自由轉(zhuǎn)動(dòng)量(游動(dòng)角度)。轉(zhuǎn)向盤(pán)自由轉(zhuǎn)動(dòng)量是一個(gè)綜合診斷參數(shù)，當(dāng)其超過(guò)規(guī)定的值時(shí)，說(shuō)明從轉(zhuǎn)向盤(pán)至轉(zhuǎn)向輪的傳動(dòng)鏈中有—處或幾處的配合出現(xiàn)松曠。

三、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修

(一)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的維修。轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的維護(hù)和修理作業(yè)主要包括：1.清潔部件外部。2.檢查轉(zhuǎn)向管柱與轉(zhuǎn)向盤(pán)、轉(zhuǎn)向器的花鍵連接是否松動(dòng)或磨損，視情況予以更換。

(二)轉(zhuǎn)向器的維修。1.轉(zhuǎn)向器的維護(hù)。(1)檢查轉(zhuǎn)向器固定是否可靠，有無(wú)漏油現(xiàn)象。若有，應(yīng)將轉(zhuǎn)向器可靠固定，找出漏油原因并加以排除。(2)檢查轉(zhuǎn)向器外殼是否破裂，視情況焊補(bǔ)或更換。2.轉(zhuǎn)向器的修理。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器由于結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，在乘用車(chē)上得到廣泛使用。

(三)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的維修

1.轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的維護(hù)。(1)檢查調(diào)整轉(zhuǎn)向拉桿球頭銷的松緊度。(2)檢查調(diào)整最大轉(zhuǎn)向角。

2.轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的修理。(1)拆卸與分解：①分開(kāi)轉(zhuǎn)向搖臂與直拉桿；②在轉(zhuǎn)向搖臂與搖臂軸之間做好裝配記號(hào)，拆下轉(zhuǎn)向搖臂；③拆下轉(zhuǎn)向直拉桿總成并分解；④拆下轉(zhuǎn)向橫拉桿總成并分解。(2)檢修：①檢查轉(zhuǎn)向搖臂或上端花鍵有無(wú)裂紋或損壞，若有應(yīng)更換；②檢查轉(zhuǎn)向搖臂鎖緊螺母有無(wú)損傷，若有應(yīng)更換。

(四)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的維修。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的維護(hù)：1.檢查轉(zhuǎn)向油罐油平面和油液質(zhì)量；2.檢查油壓；3.清潔轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向油泵外部清潔并檢查是否有漏油痕跡；4.檢查各連接油管、接頭檢查油管是否漏油，接頭連接是否牢固可靠；5.檢查轉(zhuǎn)向油泵傳動(dòng)帶松緊度；6.測(cè)量轉(zhuǎn)向盤(pán)上的轉(zhuǎn)向力；7.轉(zhuǎn)向器齒輪齒條的間隙調(diào)整；8.轉(zhuǎn)向油更換；9.檢修；10.安裝調(diào)整。

注意以下事項(xiàng)：重點(diǎn)檢查限壓閥、流量限制閥和葉輪的磨損情況。對(duì)于嚴(yán)重磨損或損壞的零件，必須更換。

[1]林逸，施國(guó)標(biāo).汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].公路交通科技，2001.6.2.

[2]劉波，朱俊A16-汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)維修實(shí)例[J].科技文獻(xiàn)，2011.02.20.

金朝昆(1991-)，男，漢族，重慶人，工程師，本科，重慶經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院汽車(chē)專業(yè)，研究方向：機(jī)動(dòng)車(chē)機(jī)電維修技術(shù)。