汽車電動助力轉向系統的維護與故障診斷

向昌勇

湘西民族職業技術學院 湖南省湘西市 416000

1 引言

汽車電動助力轉向系統（EPS）是近年來興起的一種新型動力轉向系統，通過應用電子控制技術，能夠顯著改善汽車的動態與靜態性能，不僅保證駕駛的舒適，更利于汽車的安全行使，減少所產生的污染。工作效率高、能耗少是EPS的優勢所在。同時在使用過程中，對EPS的維護檢查尤為必要，特別是出現故障問題時，維修人員應當進行深入的故障分析，并采取相應的處理措施。

2 汽車電動助力轉向系統簡介

EPS系統是由ECU控制器、管柱、扭矩角度傳感器、無刷電機等構成。EPS利用無刷電機提供轉向助力，當出現轉向動作時，傳感器可以迅速測定轉向力矩大小，將信號傳遞給ECU。ECU可接收到車速及發動機信號，根據信號確定電機電流，實現轉向助力。目前EPS因動力源的不同，可以分為電子控制系統和液壓式轉向系統。

電子控制系統是以直流電動機為動力源，在傳統的機械式系統的基礎上運行。電子控制系統能夠按照汽車的車速等信息對電動機的轉動方向進行控制，通常包括電子控制體系、電動機、蓄電池等構成部分。而液壓式轉向系統也是對傳統液壓動力系統的改

良，在此基礎上增加車速傳感器等設備。液壓式轉向系統在測定汽車的車速等信息后，實現對電磁閥的控制，并將轉向動力放大，以利于汽車在不同速率下的助力要求。

3 汽車電動助力轉向系統的維護

汽車行使過程中，轉向是基本的運動形式，遇到障礙物、行人時，汽車必須及時改變路線，以保證安全行使。EPS系統的應用大大節省了能耗，提高了工作效率，可控性強，而且更加便于維修。為保證EPS的性能發揮，降低故障發生率，日常的維護檢查必不可少，維修人員應注意遵循科學的維護檢查方法。

3.1 日常維護檢查的主要內容

日常使用中對于轉向盤自由間隙、轉向力、EPS控制器的維護檢查都是非常必要的，加強維護檢查，可以降低故障發生率，促進EPS保持良好的性能。

第一，轉向盤自由間隙。維修人員應通過移動轉向盤，確認轉向盤是否出現聲響或是松動。當遇到以上缺陷時，維修人員要立即給予修復或更換。檢查時首先停止發動機運行，保持向前方向。轉向盤的自由間隙應保持在0~30mm的范圍內，如果轉向盤運動超出此范圍，維修人員要按照流程逐一檢查，包括橫拉桿球頭、下部球接頭、轉向軸接頭、轉向小齒輪等，確認是否出現磨損、破裂、松動等問題。

第二，轉向力檢查。維修人員將汽車停止在水平的路面上，保持轉向盤處于平直向前，然后再確認輪胎氣壓是否正常，最后啟動發動機，當發動機處于怠速狀態下，用相反方向鉤住轉向盤上的彈簧秤，測定出具體的轉向力。如果轉向力低于3.5N，則要及時修復。

第三，EPS控制器。EPS系統的運行中，控制器發揮著關鍵作用，日常維護檢查時對EPS控制器的拆裝要遵循科學的順序，首先斷開蓄電池的負極電纜，再松開螺釘，將插頭拆下，最后拆卸控制器。而EPS控制器安裝的順序則與之步驟相反。

3.2 日常維護檢查應注意的事項

在對EPS實施維護檢查時，應當遵循科學的方法，注意以下事項。

第一，電子部件的保護。EPS系統的電子部件較為敏感，檢查時應避免對電子部件的撞擊，以防影響部件的性能，例如電機和ECU。一旦發生電子部件被撞擊的情況，應檢查并考慮更換新的部件。而且電子部件對溫濕度環境有著較高的要求，檢查過程中不能將電子部件暴露在高溫、潮濕等環境中。

第二，點火開關位置的確認。控制器斷開和連接時，要注意點火開關的位置。將點火開關處于ON的位置，回正轉向盤，斷開EPS系統各連接前，再次將點火開關置于OFF位置。重新連接前，點火開關應置于OFF位置，待重新連接后回正轉向盤，再將點火開關置于ON的位置。點火開關位置會影響到零點是否出現偏差，若轉向力矩左右存在差別，要及時進行校正。

第三，避免劇烈轉動轉向盤。檢查時汽車處于行進或點火狀態下，要注意防止劇烈轉動轉向盤。如果出現較為強烈的震動，將會導致電機功率消耗增加，使電機發熱。當電機溫度升高時，控制裝置檢測到熱量增加，進而降低低級的電流，以達到保護系統的作用，所以最終ECU助力會失效。

第四，維修前重新角度置零。維修人員在對轉向機、控制器等更換、調整前，應當使用診斷儀重新角度置零。此時每一次點火只能置零一次，并且在置零時不能轉動轉向盤。置零后必須經過重新點火，才能保證有效，且兩次之間的時間間隔應保持在5s以上。

4 汽車電動助力轉向系統的故障診斷

EPS系統運行時會出現多種故障，對常見的故障問題，維修人員應采用科學的診斷方法，進而明確故障原因，及時給予修復。

4.1 常見故障

EPS無助力、誤助力都是常見的故障問題。無助力是指行使過程中，駕駛員需要助力時，EPS并沒有及時提供助力支持，此類問題發生概率相對更高。例如離合器失效斷開、電機驅動電路失效、直流電機發生故障等，都是EPS無助力的原因。而誤助力是指駕駛員并不需要EPS助力支持時，系統卻提供了助力。此類故障發生概率相對較低，主要與傳感器失效、故障離合器未能正確斷開等原因有關。此外，左右轉向力矩不均、前進執行途中車輛偏向一側、電機工作不正常也是經常遇到的故障。

4.2 故障檢修

EPS系統出現故障后，開展具體的檢修前，維修人員首先要分析車輛的具體情況，給予初步檢查，然后開始檢查主要部位。

第一，傳動帶。傳動帶的功能是將電機產生的動力借助帶輪傳導至機械設備。傳動帶出現故障，就會影響到EPS系統的動力性能。作為核心的聯結部件，傳動帶不僅類型很多，而且應用廣泛。EPS故障診斷中，對于傳動帶的檢查應注意其松緊度，另外還包括與帶輪的配合情況。

第二，儲液罐。儲液罐中的液面高度和油質是檢查的關鍵要素。系統運行過程中如果油質出現問題，必須及時更換。特別對于液面高度的檢查，應當在保持車身水平的基礎上，使發動機處于怠速狀態，轉向盤進行轉向，并提升油溫，確保在正常溫度范圍，確認液面是否存在乳化等現象。如果需要更換液壓油，應先清除舊液壓油。

第三，空氣排放。除更換液壓油以外，還應繼續檢查系統內是否存在空氣的進入。如果發現有氣泡產生，說明空氣已經進入系統當中，必須及時將空氣排出，以防轉向故障。此時應保持發動機怠速狀態，左右轉動轉向盤，直至不再產生氣泡，并且乳化較輕，才能確認空氣已被排出。

4.3 自診斷

EPS控制盒的自我診斷功能強大，點火開關處于ON的位置時，ECU將開始對內部的各個模塊給予自檢。發動機啟動后，自檢正常情況下，EPS指示燈會自行熄滅，若檢測出故障，指示燈會保持常亮。EPS可對電機、電磁離合器、傳感器等進行系統的自診斷，進而提示故障原因。其診斷的關鍵在于發現故障問題后，能夠及時控制電路，防止向電動機的繼續供電，同時分離離合器，并且在系統恢復到機械轉向系統后仍可使用。對于同時出現的多個故障問題，自動診斷的結果會按照由小到大的順序顯示。值得注意的是，故障清除后，還應將故障碼也隨之清除。

第一，電機。轉向助力是借助電流的控制來實現，電機兩側的實際控制電流作用至關重要。對電機的自診斷中，程序會計算實際電壓與理論電壓的差距，如果差距較大，超過預定值，則需檢查電機是否出現故障，一般情況下電機控制電流過高會引起電機過載。

第二，電磁離合器。電機和轉向柱通過電磁離合器連接起來，所以工作狀態也會直接影響到轉向特性。EPS系統的運行需要將信號及時反饋到處理設備。離合器接合狀態下輸入高電平，反之輸入低電平。一旦出現輸入信號不符的情況，則需要檢查電磁離合器的故障問題。

第三，傳感器。傳感器的工作原理是通過主扭矩和副扭矩作為輸出回路。然而實際行駛過程中，轉矩信號會出現一定的誤差。傳感器的自行診斷中，當電路異常時，判定轉矩傳感器發生故障。由于電源電路可影響到主扭矩與副扭矩的信號，所以在故障診斷時還要注意判斷電壓是否在規定的標準范圍。

5 結語

EPS是基于電動機直接為汽車提供助力，所以在能源消耗上取得了明顯的改善，同時提高安全性能，符合當代社會節能環保的發展理念。EPS的轉向與操作較為簡單，其優越性已獲得業內的廣泛認可。對于EPS使用中所出現的故障問題，維修人員應當遵循科學的檢測方法查找原因，進而明確故障處理方法。