汽車轉向器損壞案例原因分析

張思遠

蘇州華碧微科檢測技術有限公司 江蘇省蘇州市 215000

1 引言

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

2 轉向器簡介

汽車駕駛員轉動方向盤控制轉向系統從而改變汽車方向，由此可知，轉向系統對于汽車安全來說十分重要，其中轉向器作為轉向實現的執行機構，更是重中之重。依據轉向動力來源，可將汽車轉向器劃分為機械和動力轉向器，其中動力轉向器發展衍生出液壓及電控液壓動力和電動助力轉向器。[1]

2.1 機械轉向器

機械轉向器轉向動力來源完全是駕駛員的手力，其性能穩定、構造簡單但方向盤轉動比較費力。

2.2 動力轉向系統

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

2.2.1 液壓動力轉向系統

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

圖1 液壓動力轉向系統

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

2.2.2 電控液壓動力轉向系統

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

2.2.3 電動助力轉向系統

電動助力轉向系統從根源上改善了液壓動力轉向系統的弊端，常見的供轎車使用的電動助力轉向系統構成如圖2所示，其構成為方向盤、車速傳感器、轉矩傳感器、助力電機、控制器及其減速機構等，液壓系統部件被全部取消了。

其操作原理為汽車駕駛員轉動方向盤時將方向盤上的轉矩方向和大小傳送給轉矩傳感器，再通過控制器來調節助力控制，改變助力電機提供的助力轉矩大小，并結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 電動助力轉向系統存在的問題

電動助力轉向系統尤其轉向器在平常使用中也出現了很多問題。

3.1 轉向回正力矩異常

案例：安裝了電動助力轉向器的某品牌車輛在使用中發現轉向回正力矩不足，無法自動回正。

經檢查，該車輛轉向器殼體內潤滑脂出現乳化現象，轉向齒條兩側銹蝕嚴重如圖3所示，即轉向器殼體內進水，腐蝕轉向器回正控制電路，造成回正控制出現異常。

3.2 轉向時有異響及卡滯

案例1：安裝了電動助力轉向器的某品牌車輛在使用中發現轉向時有異響，系統無故障碼。

經檢查，該轉向器電動助力絲杠內部滾珠表面銹蝕如圖4所示，轉向器在運轉時滾珠表面接觸發出異響。

案例2：安裝了電動助力轉向器的某品牌車輛在使用中發現轉向時有異響，系統無故障碼。

經檢查，該轉向器左側防塵套破損，導致車輛在經過涉水路面時水經過防塵套破損部位進入方向機內部，導致方向機齒條左側潤滑性能下降，磨損加劇，引發方向機齒條左側表面處理層損傷，并漸次脫落，抗腐蝕能力減弱，損傷逐漸加大，引起方向機左側異響及卡滯現象如圖5所示。

3.3 轉向無助力

案例：安裝電動助力轉向器的某品牌車輛在使用中發現轉向無助力，系統顯示需更換轉向器。

經檢查，該轉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向輪未回正，在發動機持續運轉并存在轉向力的情況下對助力電機長時間持續供電，使其過載熔斷如圖6所示。

圖2 電動助力轉向系統

圖3 轉向器殼體內部進水

4 結語

隨著社會科技的不斷進步，汽車產業也在飛速發展，但在其發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向系統存在的常見問題，通過宏觀檢查、體視顯微鏡微觀放大對電動助力轉向系統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