汽車機械電子助力轉向系統研究

金朝昆

(重慶經貿職業學院 重慶 400000)

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汽車機械電子助力轉向系統研究

金朝昆

(重慶經貿職業學院 重慶 400000)

汽車轉向系統是用于改變或保持汽車行駛方向的專門機構。起作用是使汽車在行駛過程中能按照駕駛員的操縱要求而適時地改變其行駛方向，并在受到路面傳來的偶然沖擊及汽車意外地偏離行駛方向時，能與行駛系統配合共同保持汽車繼續穩定行駛。因此，轉向系統的性能直接影響著汽車的操縱穩定性和安全性。

汽車轉向系統；電控助力轉向；發展趨勢；故障影響

一、緒論

(一)研究本課題的目的和意義。汽車轉向系統是用來改變汽車行駛方向的專設機構的總稱。其功用是保證汽車能按駕駛員的意愿進行直線或轉向行駛。

本設計根據汽車轉向系統的工作過程和工作要求，設計一套汽車電控液壓動力轉向系統，此電動助力轉向系統采用電動機帶動油泵，根據車速信號、轉向盤轉速信號控制轉向油泵的泵油量，達到變助力的轉向。

(二)汽車轉向技術現狀與發展趨勢。目前我國生產的商用車和轎車上采用的大多是電控液壓動力轉向系統，它是比較成熟和應用廣泛的轉向系統。

盡管電控液壓動力裝置從一定程度上緩解了傳統的液壓轉向中輕便性和路感之間的矛盾，然而它還是沒有從根本上解決液壓動力轉向系統存在的不足，隨著汽車微電子技術的發展，汽車燃油節能的要求以及全球性倡導環保，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越明顯，轉向系統向著電動助力轉向系統發展。

二、汽車轉向系統的故障診斷

(一)機械轉向系故障診斷。機械轉向系的常見故障部位主要有：轉向盤自由行程、轉向傳動機構連接處、轉向器等。

機械轉向系的常見故障主要包括：轉向沉重，轉向盤自由行程過大和轉向輪抖動。

1.轉向沉重

(1)故障現象。汽車行駛中，駕駛員向左、右轉動轉向盤時，感到沉重費力，無回正感；汽車低速轉彎行駛和調頭時，轉動轉向盤感到非常沉重，甚至打不動。

2.故障原因及處理辦法。轉向沉重的根本原因是轉向輪氣壓不足或定位不準，轉向系傳動鏈中出現配合過緊或卡滯而引起摩擦阻力增大。具體原因主要有：①轉向輪輪胎氣壓不足，應按規定充氣。②轉向輪本身定位不準或車軸、車架變形造成轉向輪定位失準，應校正車軸和車架，并重新調整轉向輪定位。③轉向器主動部分軸承調整過緊或從動部分與襯套配合太緊，應予調整。

(二)轉向盤自由行程過大

1.故障現象。汽車保持直線行駛位置靜止不動時，轉向盤左右轉動的游動角度太大。具體表現為汽車轉向時感覺轉向盤松曠量很大，需用較大的幅度轉動轉向盤，方能控制汽車的行駛方向；而在汽車直線行駛時又感到行駛方向不穩定。

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

(三)轉向輪抖動

1.故障現象。汽車在某低速范圍內或某高速范圍內行駛時，出現轉向輪各自圍繞自身主銷進行角振動的現象。尤其是高速時，轉向輪擺振嚴重，握轉向盤的手有麻木感，甚至在駕駛室可看到汽車車頭晃動。

2.故障原因及處理辦法。轉向輪抖動的根本原因是轉向輪定位不準，轉向系連接部件之間出現松曠，旋轉部件動不平衡。具體原因主要有：①轉向輪旋轉質量不平衡或轉向輪輪轂軸承松曠，應予校正動平衡或更換軸承。②轉向輪使用翻新輪胎，應予更換。③兩轉向輪的定位不正確，應予調整或更換部件。

(四)轉向噪音

1.故障現象：汽車轉向時，轉向系出現過大的噪聲。

2.故障原因及處理辦法：裝有動力轉向系的汽車，在發動機起動后，轉向助力泵的溢流閥中出現液流噪聲是正常的，但噪聲過大甚至影響轉向性能時，該噪聲應視為故障。因助力系統引起轉向噪聲的原因主要是：①轉向泵損壞或磨損嚴重，應予修理或更換。②轉向泵傳動帶打滑，應予調整或更換。③控制閥性能不良，應予檢修。

(五)轉向儀器檢測。轉向系的常用診斷參數有：轉向盤最大自由轉動量(即轉向盤自由行程)、轉向盤外緣最大轉向切向力(即轉向盤最大轉向力，N)、轉向輪最大轉向角(°)、汽車最小轉彎半徑(m)、轉向輪定位參數等。

1.轉向盤轉向力的檢測。轉動操縱盤，轉向力通過底板、力矩傳感器、連接叉傳遞到被測轉向盤上，使轉向盤轉動。此時，力矩傳感器將轉向力矩變成電信號，而定位桿內端連接的光電裝置則將轉角的變化轉變為電信號。這兩種電信號由微機自動完成數據的采集、轉角的編碼、運算、分析、存儲、顯示和打印，因而該儀器既可測得轉向力，又可測得轉向盤轉角。

2.轉向盤自由轉動量的檢測。轉向盤自由轉動量又可稱為轉向盤自由行程，是指汽車保持直線行駛位置不動時，左右晃動轉向盤時的自由轉動量(游動角度)。轉向盤自由轉動量是一個綜合診斷參數，當其超過規定的值時，說明從轉向盤至轉向輪的傳動鏈中有—處或幾處的配合出現松曠。

三、轉向系統的檢修

(一)轉向操縱機構的維修。轉向操縱機構的維護和修理作業主要包括：1.清潔部件外部。2.檢查轉向管柱與轉向盤、轉向器的花鍵連接是否松動或磨損，視情況予以更換。

(二)轉向器的維修。1.轉向器的維護。(1)檢查轉向器固定是否可靠，有無漏油現象。若有，應將轉向器可靠固定，找出漏油原因并加以排除。(2)檢查轉向器外殼是否破裂，視情況焊補或更換。2.轉向器的修理。齒輪齒條式轉向器由于結構緊湊，傳動機構簡單，在乘用車上得到廣泛使用。

(三)轉向傳動機構的維修

1.轉向傳動機構的維護。(1)檢查調整轉向拉桿球頭銷的松緊度。(2)檢查調整最大轉向角。

2.轉向傳動機構的修理。(1)拆卸與分解：①分開轉向搖臂與直拉桿；②在轉向搖臂與搖臂軸之間做好裝配記號，拆下轉向搖臂；③拆下轉向直拉桿總成并分解；④拆下轉向橫拉桿總成并分解。(2)檢修：①檢查轉向搖臂或上端花鍵有無裂紋或損壞，若有應更換；②檢查轉向搖臂鎖緊螺母有無損傷，若有應更換。

(四)動力轉向系的維修。動力轉向系的維護：1.檢查轉向油罐油平面和油液質量；2.檢查油壓；3.清潔轉向器及轉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.檢查轉向油泵傳動帶松緊度；6.測量轉向盤上的轉向力；7.轉向器齒輪齒條的間隙調整；8.轉向油更換；9.檢修；10.安裝調整。

注意以下事項：重點檢查限壓閥、流量限制閥和葉輪的磨損情況。對于嚴重磨損或損壞的零件，必須更換。

[1]林逸，施國標.汽車電動助力轉向技術的發展現狀與趨勢[J].公路交通科技，2001.6.2.

[2]劉波，朱俊A16-汽車轉向系統維修實例[J].科技文獻，2011.02.20.

金朝昆(1991-)，男，漢族，重慶人，工程師，本科，重慶經貿職業學院汽車專業，研究方向：機動車機電維修技術。