汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷與維護(hù)

畢少平

摘要：汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一直是汽車(chē)研究者重點(diǎn)考慮的一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)直接關(guān)乎到汽車(chē)駕駛的安全性與舒適性，隨著時(shí)代的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)來(lái)滿足人們的需求，傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是目前電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究、檢測(cè)的基礎(chǔ)，因此本文重點(diǎn)闡述了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展、故障現(xiàn)象及原因，以及日常維護(hù)，對(duì)于今后從事汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究與維修人員提供理論指導(dǎo)。

Abstract： Automotive steering system has always been a system that automotive researchers have focused on. This system is directly related to the safety and comfort of car driving. With the development of the times， people pay more and more attention to the steering system of automobiles， and the steering system of automobiles has been continuously improved. To meet people’s needs， traditional mechanical steering systems are the basis for the current research and testing of electro-hydraulic power steering systems and electric power steering systems. Therefore， this article focuses on the development of steering systems， failure phenomena and causes， and routine maintenance. In the future， personnel engaged in research and maintenance of automotive steering systems will provide theoretical guidance.

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向系統(tǒng);故障;維護(hù)

Key words： steering system;failure;maintenance

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）08-0141-02

0? 引言

隨著改革開(kāi)放的發(fā)展，我國(guó)的汽車(chē)行業(yè)也得到了快速的發(fā)展，尤其是最近幾年，汽車(chē)已經(jīng)成為千家萬(wàn)戶出行必備交通工具，而且人們?cè)絹?lái)越追求駕駛的樂(lè)趣，因此對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能要求越來(lái)越高，汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從最初的的安全性最低、操作復(fù)雜的機(jī)械式發(fā)展成最近比較普遍應(yīng)用的電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，將來(lái)可能會(huì)適用的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)緊密結(jié)合。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的好與壞不僅僅關(guān)乎駕駛舒適還嚴(yán)重影響駕駛安全性，因此本文重點(diǎn)闡述該系統(tǒng)幾種典型故障與原因以及典型案例，并介紹汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的日常維護(hù)與保養(yǎng)。

1? 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究意義

從第一輛汽車(chē)的誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有100多年的歷史，但是我國(guó)汽車(chē)的發(fā)展是從改革開(kāi)放以來(lái)，與其他國(guó)家相比起步較晚，但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車(chē)行業(yè)在我國(guó)行業(yè)中越來(lái)越重要，特別是中高檔轎車(chē)，已經(jīng)成為人們生活的代步工具，人們?cè)絹?lái)越追求汽車(chē)的安全性、舒適性、可靠性。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也經(jīng)歷了100多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)做出了大量的研究，楊妙梁等闡述了電子控制式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的目標(biāo)就是提供可變的助力特性，可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操作性能，陳奎元等人將車(chē)速感應(yīng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為流量控制式、旁通閥控制式、閥靈敏度可變控制式、油壓反作用控制式和電磁助力式五種，國(guó)外研究人員還提出了一種使用中位閉式轉(zhuǎn)向控制閥及儲(chǔ)能器的EHPS系統(tǒng)，并對(duì)中位閉式轉(zhuǎn)向控制閥進(jìn)行了研究。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從最初的的安全性最低、操作復(fù)雜的機(jī)械式發(fā)展成最近比較普遍應(yīng)用的電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，將來(lái)可能會(huì)適用的線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)緊密結(jié)合。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的好與壞不僅僅關(guān)乎駕駛舒適，還嚴(yán)重影響駕駛安全性，因此本文重點(diǎn)闡述該系統(tǒng)幾種典型故障與原因以及典型案例，并介紹汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的日常維護(hù)與保養(yǎng)。

2? 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述

用來(lái)改變或保持汽車(chē)行駛方向的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（steering system）。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車(chē)的行駛方向。駕駛員的體力是機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)源，該系統(tǒng)中所有傳力件都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系的主要組成部分是轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的主要組成部分是方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱，它的主要功能是將駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的力傳遞給轉(zhuǎn)向器;轉(zhuǎn)向器是一組齒輪，它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)（或近似直線運(yùn)動(dòng)），同時(shí)也是轉(zhuǎn)向系中的減速傳動(dòng)裝置。市面上最常見(jiàn)的轉(zhuǎn)向器主要有這幾種形式齒輪齒條式、循環(huán)球曲柄指銷(xiāo)式、蝸桿曲柄指銷(xiāo)式、循環(huán)球-齒條齒扇式、蝸桿滾輪式等。

3? 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)典型故障

汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的好與壞直接影響到汽車(chē)駕駛的安全性與操作穩(wěn)定性，也是關(guān)乎駕駛員與乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此本文介紹幾種汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)典型故障以及故障原因、典型案例分析以及汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的日常維護(hù)與保養(yǎng)，讓擁有汽車(chē)的人們能夠掌握簡(jiǎn)單的故障診斷、日常維護(hù)的能力，為后續(xù)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究者和維修人員提供理論支持。

3.1 方向盤(pán)不穩(wěn)

故障現(xiàn)象：駕駛員在行駛過(guò)程中輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)使其保持直線行駛時(shí)，會(huì)明顯感覺(jué)到車(chē)的游動(dòng)角度較大，難以控制。

故障原因：①轉(zhuǎn)向盤(pán)與轉(zhuǎn)向軸之間存在松動(dòng)現(xiàn)象;②轉(zhuǎn)向器內(nèi)部的主、從動(dòng)部位的襯套或者與軸承之間存在松動(dòng)現(xiàn)象;③轉(zhuǎn)向器內(nèi)部主、從動(dòng)部位嚙合不良;④垂壁軸與垂壁之間存在松動(dòng)現(xiàn)象或者縱拉桿的桿球頭連接部分存在問(wèn)題再或者轉(zhuǎn)向節(jié)與主銷(xiāo)連接存在問(wèn)題;⑤汽車(chē)輪胎的輪轂軸承存在松曠現(xiàn)象。

3.2 轉(zhuǎn)向沉重

故障現(xiàn)象：①在行駛過(guò)程中，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)會(huì)明顯感覺(jué)費(fèi)力，方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)困難;②當(dāng)汽車(chē)處于轉(zhuǎn)彎減速或者掉頭行駛時(shí)，駕駛員會(huì)明顯感覺(jué)到方向盤(pán)非常沉重，甚至出現(xiàn)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。

故障原因：①輪胎氣壓低;②輪轂軸承較緊;③前輪定位出現(xiàn)異常;④轉(zhuǎn)向軸凹陷;⑤轉(zhuǎn)向器嚙合間隙過(guò)小;⑥轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)的連接處存在卡頓;⑦轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo)軸向間隙過(guò)小;⑧前輪及車(chē)架有變形。

3.3 行駛跑偏

故障現(xiàn)象：當(dāng)汽車(chē)在行駛過(guò)程中，只有駕駛員緊握方向盤(pán)時(shí)，汽車(chē)才能按照駕駛員的意愿行駛，而當(dāng)駕駛員輕握方向盤(pán)時(shí)，汽車(chē)就會(huì)跑偏。故障原因：本文忽略環(huán)境因素，只講述汽車(chē)本身因素。①跑偏一側(cè)的輪轂與制動(dòng)器溫度過(guò)高，可能是由于輪轂軸承過(guò)緊，從而造成車(chē)輪制動(dòng)拖滯;②輪胎氣壓不一致，如果是剛換過(guò)的輪胎那么可能是輪胎質(zhì)量問(wèn)題;③汽車(chē)的鋼板彈簧出現(xiàn)松動(dòng)、斷裂等現(xiàn)象，或者車(chē)橋存在歪斜、移位等問(wèn)題，或者車(chē)架變形;④前輪定位可能存在問(wèn)題。

3.4 轉(zhuǎn)向不靈

故障現(xiàn)象：在汽車(chē)行駛過(guò)程中，只有當(dāng)駕駛員操作方向盤(pán)的幅度較大時(shí)，汽車(chē)才能按照駕駛員的意愿行駛，當(dāng)駕駛員操作方向盤(pán)的幅度較小時(shí)，汽車(chē)行駛方向可能沒(méi)有變化或者很小的變化，未能達(dá)到要求的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

故障原因：①前輪的輪轂軸承與主銷(xiāo)存在松動(dòng)現(xiàn)象;②轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象;③轉(zhuǎn)向器存在松動(dòng)現(xiàn)象;④汽車(chē)車(chē)輪的前束過(guò)大（因?yàn)榍笆^(guò)大會(huì)造成輪胎磨損，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向不靈）。

3.5 前輪擺頭

故障現(xiàn)象：當(dāng)汽車(chē)以一定速度行駛時(shí)，汽車(chē)的兩個(gè)前輪會(huì)出現(xiàn)各自繞主銷(xiāo)軸進(jìn)行角震動(dòng)的現(xiàn)象，尤其是在高速行駛過(guò)程中，汽車(chē)的兩個(gè)前輪擺動(dòng)非常明顯，此時(shí)駕駛員的手會(huì)明顯感覺(jué)發(fā)麻，還會(huì)出現(xiàn)車(chē)頭搖動(dòng)的現(xiàn)象。故障原因：①輪胎的動(dòng)平衡沒(méi)有做好;②輪胎變形。

3.6 轉(zhuǎn)向振動(dòng)、沖擊與回跳

故障現(xiàn)象：當(dāng)汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí)，當(dāng)汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向角達(dá)到最大值時(shí)，車(chē)輛發(fā)生振動(dòng)或者較大沖擊，左右轉(zhuǎn)向時(shí)方向盤(pán)出現(xiàn)不自然地回跳問(wèn)題。

故障原因：①導(dǎo)向螺栓過(guò)緊;②轉(zhuǎn)向液壓泵驅(qū)動(dòng)帶過(guò)松或者打滑。

4? 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)維修案例分析

一輛大眾邁騰2008年款1.8 TSI自動(dòng)擋汽車(chē)，在行駛里程接近3萬(wàn)km。在行駛過(guò)程中，在其配備的電控機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中出現(xiàn)故障，故障報(bào)警指示燈處于常亮，汽車(chē)在轉(zhuǎn)向過(guò)程中駕駛員明顯感覺(jué)到方向盤(pán)轉(zhuǎn)向沉重。操作步驟：首先將車(chē)輛舉到一定高度，仔細(xì)觀察轉(zhuǎn)向器的外部，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題，然后觀察電控機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輔助控制單元與驅(qū)動(dòng)電機(jī)外殼結(jié)合，系統(tǒng)扭矩傳感器與電控系統(tǒng)之間在外部裸露的線束保護(hù)都沒(méi)有出現(xiàn)任何問(wèn)題，隨后檢查扭矩傳感器，該款車(chē)配備有磁阻傳感器，轉(zhuǎn)向柱的連接元件與萬(wàn)向節(jié)相互連接，同時(shí)外部配備有一個(gè)電磁轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)，該連接元件會(huì)帶動(dòng)齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)傳感器磁阻發(fā)生變化，從而反映出了扭矩的變化。通過(guò)檢測(cè)電控機(jī)械助力轉(zhuǎn)向輔助控制單元與扭矩傳感器之間連接的4條線路，發(fā)現(xiàn)都很正常，無(wú)異常現(xiàn)象，這時(shí)判斷出傳感器內(nèi)部可能發(fā)生了故障。立刻拆開(kāi)傳感器，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的轉(zhuǎn)向柱連接件生銹，而防塵防水襯套與密封膠圈雖沒(méi)有被破壞，但是其密封圈張勁力出現(xiàn)松動(dòng)。于是更換扭矩傳感器，清除故障碼后，進(jìn)入引導(dǎo)型故障查詢功能，然后對(duì)方向機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)行試車(chē)，故障得以排除。

5? 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的日常維護(hù)與保養(yǎng)

5.1 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的維護(hù)周期

汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的好與壞直接關(guān)系到駕駛員與乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此每位駕駛員都應(yīng)該對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的日常維護(hù)與保養(yǎng)的常識(shí)有所掌握甚至可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的操作。在行駛過(guò)程中遇到地面有坑坑洼洼或者過(guò)減速帶時(shí)一定要減速慢行，這樣可以降低轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所承受的載荷，其次要經(jīng)常檢查汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，尤其是對(duì)防護(hù)套的檢查，因?yàn)橐坏┓雷o(hù)套有損壞，水、灰塵等雜物就會(huì)進(jìn)入到齒輪內(nèi)，從而影響齒輪的潤(rùn)滑，會(huì)增加換向器的生銹和磨損程度，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在很短時(shí)間內(nèi)就會(huì)報(bào)廢，還要定期檢查轉(zhuǎn)向液的高度，不要出現(xiàn)過(guò)低或者過(guò)高的現(xiàn)象，最后一定要定期去4S店對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行清洗和換油，一般在汽車(chē)行駛5000km以后進(jìn)行清洗和換油，使用環(huán)境不同保養(yǎng)相隔時(shí)間不一樣，靈活把握。這樣可以有效延長(zhǎng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用壽命。

5.2 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的日常保養(yǎng)

汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的日常保養(yǎng)對(duì)于延長(zhǎng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用壽命以及駕駛靈敏至關(guān)重要，液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一定要經(jīng)常檢查助力油的高度，并高度關(guān)注油泵與其自身壓力，對(duì)于有報(bào)警指示燈的，當(dāng)指示燈亮?xí)r，立刻停止行駛，一定要去4S店檢查，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般很難用肉眼觀察到故障，因此一旦出現(xiàn)故障一定要去4S店進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的檢查。安全無(wú)小事，因此不要等著出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)才檢查，平時(shí)一定要定期去4S店進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。

6? 總結(jié)

隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、工業(yè)也得到了不斷地進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)生活的要求也越來(lái)越高，汽車(chē)行業(yè)在我國(guó)行業(yè)處于領(lǐng)先地位，我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量和銷(xiāo)量據(jù)世界第一，而且國(guó)產(chǎn)汽車(chē)的配置也越來(lái)越突出，成為吸引消費(fèi)者的法寶，汽車(chē)駕駛的安全性和舒適性一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，而汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的質(zhì)量是汽車(chē)安全駕駛、操作穩(wěn)定的關(guān)鍵，因此本文重點(diǎn)闡述了汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的典型故障現(xiàn)象及原因、日常維護(hù)，為今后從事汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究與維修人員提供理論支持。

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