汽車轉(zhuǎn)向器損壞案例原因分析

張思遠

蘇州華碧微科檢測技術(shù)有限公司 江蘇省蘇州市 215000

1 引言

隨著時代的不斷發(fā)展、科技的不斷進步，汽車轉(zhuǎn)向器也在不斷更新?lián)Q代，從最初的機械轉(zhuǎn)向器逐步演化產(chǎn)生動力轉(zhuǎn)向器，動力轉(zhuǎn)向器不斷發(fā)展融入更多科技元素使得汽車轉(zhuǎn)向變得越來越輕便智能。但與此同時，汽車轉(zhuǎn)向器越來越復(fù)雜，也衍生出各種各樣前所未見的損壞問題。

2 轉(zhuǎn)向器簡介

汽車駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從而改變汽車方向，由此可知，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對于汽車安全來說十分重要，其中轉(zhuǎn)向器作為轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)的執(zhí)行機構(gòu)，更是重中之重。依據(jù)轉(zhuǎn)向動力來源，可將汽車轉(zhuǎn)向器劃分為機械和動力轉(zhuǎn)向器，其中動力轉(zhuǎn)向器發(fā)展衍生出液壓及電控液壓動力和電動助力轉(zhuǎn)向器。[1]

2.1 機械轉(zhuǎn)向器

機械轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向動力來源完全是駕駛員的手力，其性能穩(wěn)定、構(gòu)造簡單但方向盤轉(zhuǎn)動比較費力。

2.2 動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是依靠發(fā)動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動力輔助汽車駕駛員對轉(zhuǎn)向進行操控的裝置，其把發(fā)動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換成為液壓、氣壓或電能，再將液壓、氣壓或電能轉(zhuǎn)換成為能輔助汽車駕駛員對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行操控的機械能，因此稱其為動力助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

2.2.1 液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)成通常為機械轉(zhuǎn)向器、油泵、助力油缸、儲液罐、油管及轉(zhuǎn)向控制閥組件等，也就是在機械轉(zhuǎn)向器的基礎(chǔ)上增加了液壓助力系統(tǒng)。如圖1所示：

圖1 液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

其中轉(zhuǎn)向控制閥通過汽車轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動力矩大小和轉(zhuǎn)動方向控制流往助力油缸的油壓大小，對轉(zhuǎn)向助力大小進行控制。即使液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)逐漸被各大汽車廠商棄用，但是液壓轉(zhuǎn)向器繼承了機械轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的特點。

2.2.2 電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

伴隨環(huán)境的日益惡化以及人類對汽車安全性的不斷重視，液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的存在的問題和劣勢逐漸被放大，人們開始對其進行優(yōu)化改進，新型電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)運而生，其改進點是將車速信號融入液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，根據(jù)汽車行駛車速的不同對汽車電控液壓轉(zhuǎn)向裝置進行調(diào)節(jié)，汽車低速行駛時轉(zhuǎn)向助力較大從而使轉(zhuǎn)向更輕便，汽車高速行駛時轉(zhuǎn)向助力較小從而使轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性高，電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只是在液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上增加了智能調(diào)節(jié)，實質(zhì)上液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的劣勢還是沒有得到改善。

2.2.3 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從根源上改善了液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的弊端，常見的供轎車使用的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示，其構(gòu)成為方向盤、車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、助力電機、控制器及其減速機構(gòu)等，液壓系統(tǒng)部件被全部取消了。

其操作原理為汽車駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時將方向盤上的轉(zhuǎn)矩方向和大小傳送給轉(zhuǎn)矩傳感器，再通過控制器來調(diào)節(jié)助力控制，改變助力電機提供的助力轉(zhuǎn)矩大小，并結(jié)合車速的不同來控制路感，保證了駕駛時的安全可靠性[2]。

3 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在的問題

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)尤其轉(zhuǎn)向器在平常使用中也出現(xiàn)了很多問題。

3.1 轉(zhuǎn)向回正力矩異常

案例：安裝了電動助力轉(zhuǎn)向器的某品牌車輛在使用中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向回正力矩不足，無法自動回正。

經(jīng)檢查，該車輛轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)潤滑脂出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，轉(zhuǎn)向齒條兩側(cè)銹蝕嚴重如圖3所示，即轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)進水，腐蝕轉(zhuǎn)向器回正控制電路，造成回正控制出現(xiàn)異常。

3.2 轉(zhuǎn)向時有異響及卡滯

案例1：安裝了電動助力轉(zhuǎn)向器的某品牌車輛在使用中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向時有異響，系統(tǒng)無故障碼。

經(jīng)檢查，該轉(zhuǎn)向器電動助力絲杠內(nèi)部滾珠表面銹蝕如圖4所示，轉(zhuǎn)向器在運轉(zhuǎn)時滾珠表面接觸發(fā)出異響。

案例2：安裝了電動助力轉(zhuǎn)向器的某品牌車輛在使用中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向時有異響，系統(tǒng)無故障碼。

經(jīng)檢查，該轉(zhuǎn)向器左側(cè)防塵套破損，導(dǎo)致車輛在經(jīng)過涉水路面時水經(jīng)過防塵套破損部位進入方向機內(nèi)部，導(dǎo)致方向機齒條左側(cè)潤滑性能下降，磨損加劇，引發(fā)方向機齒條左側(cè)表面處理層損傷，并漸次脫落，抗腐蝕能力減弱，損傷逐漸加大，引起方向機左側(cè)異響及卡滯現(xiàn)象如圖5所示。

3.3 轉(zhuǎn)向無助力

案例：安裝電動助力轉(zhuǎn)向器的某品牌車輛在使用中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向無助力，系統(tǒng)顯示需更換轉(zhuǎn)向器。

經(jīng)檢查，該轉(zhuǎn)向器電動助力電機三相電源線熔斷，車輛在使用過程中長時間轉(zhuǎn)向輪未回正，在發(fā)動機持續(xù)運轉(zhuǎn)并存在轉(zhuǎn)向力的情況下對助力電機長時間持續(xù)供電，使其過載熔斷如圖6所示。

圖2 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

圖3 轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)部進水

4 結(jié)語

隨著社會科技的不斷進步，汽車產(chǎn)業(yè)也在飛速發(fā)展，但在其發(fā)展的同時也帶來了很多問題。本文主要闡述了目前汽車通常使用的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在的常見問題，通過宏觀檢查、體視顯微鏡微觀放大對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實際使用中的損壞原因進行解剖分析，從而能幫助人們很快找到損壞根源并制定出解決方案。

圖4 絲杠滾珠銹蝕

圖6 電源線熔斷