汽車轉向異響故障的排查

趙向陽，狄菲菲，伏兆鑫

（山東交通技師學院機電學院，山東 臨沂 276000）

汽車轉向系統是用來保持或改變汽車行駛方向的機構，包括轉向操縱機構（轉向盤、轉向管柱、轉向傳動軸總成）、轉向器、轉向傳動機構等。轉向系統應該能準確、快速、平穩地響應駕駛員的轉向指令，隨著對轉向駕駛舒適性和安全性能要求的提高及轉向技術的不斷發展，助力轉向系統在逐步取代傳統的機械轉向系統。比較常見的助力轉向系統包括液壓助力轉向系統、電液助力轉向系統及電子助力轉向系統。在商用車系列中，普遍采用液壓助力轉向系統，液壓助力轉向系統是在機械轉向系統的基礎上增加動力轉向器而成，它能夠兼用駕駛員體力和發動機產生的液壓力，從而減小駕駛員的操縱力，保證轉向輕便性，同時還可以保證高速行駛安全性，減少由于地面不平對轉向盤帶來的沖擊，使駕駛手感比較柔和［1］。

液壓助力轉向系統的常見故障包括轉向沉重、轉向盤自由間隙過大、高速行駛轉向盤發飄或抖動以及轉向異響等故障，將影響轉向操縱穩定性、行車安全性，嚴重時可能會導致交通事故。對于液壓助力轉向系統來說，轉向異響是一種常見的故障現象，是指汽車轉向系統在正常使用過程中發出的異常噪聲。本文以某輕型載貨汽車液壓助力轉向系統為研究對象，對車輛轉向時異響發生的部位及原因進行查找分析，并探討造成液壓助力轉向系統異響的可能性因素［2］，為液壓助力轉向系統的開發設計及產品品質的控制提供一定的參考。

1 車輛信息

該車型為批量生產車型，市場上已大量使用，故障車輛是新下線車，在車輛調試中就出現了轉向異響故障。該車型轉向系統使用的是整體式轉閥液壓動力轉向器，轉向泵由發動機配帶，轉向系統布置如圖1所示。

圖1 動力轉向系統總布置

2 故障描述

調試人員反饋汽車在直線行駛時狀態正常，但是在拐彎轉動轉向盤時就會發出轟隆隆的聲響且轉向沉重。通過路試，不管是在原地轉向，還是低速行駛抑或高速行駛，左、右轉向只要稍微轉動轉向盤就會有異響。在轉向有異響且沉重的情況下，基本可以確定是由于轉向管路不通暢或轉向泵不正常工作造成的。

3 原因分析

對于液壓助力轉向系統來說，當轉向盤打到底時，發出嗡嗡的聲音屬于正常現象。因為在將轉向盤打到底時，系統壓力較高，轉向器處于卸荷狀態，這也是轉向器的一種自我保護狀態，此時發出的聲音是由于轉向器卸荷造成的，屬于正常。所以在轉向過程中，盡量不要將轉向盤打死，如果不小心打到底了，要適當回一些，防止轉向器長期處于高壓狀態而減少其使用壽命。

很多情況下，轉向系統出現異響都屬于不正常的現象，一般造成液壓轉向系統異響的原因有以下幾種情況［2-3］：①轉向管柱與其他零部件發生了干涉或管柱潤滑不足，摩擦力較大；②吸油管路內徑選用不合適，造成液壓系統供油不足；③液壓油里存在雜質或油罐濾芯被堵塞；④液壓系統缺油或者混入空氣；⑤零部件產品品質出現問題，導致液壓系統不能正常工作。

4 故障排除

故障車型為正常批量生產車型，且市場上沒有反饋轉向異響問題，從而可以排除該異響問題的出現是由于系統匹配不當造成的，那么設計沒有問題，就應該從零部件品質上來排查。通過前面路試，基本確定故障原因可能是轉向油泵或轉向管路出現了品質問題。

首先確定轉向泵是否正常工作，假如轉向泵不能正常工作，那么就無法提供高壓油。簡單的檢測方法就是將高壓油管與動力轉向泵用規定的力矩連接緊固好，高壓油管與動力轉向器連接的一端擰開處于自由狀態并放在油盒里，防止液壓油流出造成污染，起動發動機觀察高壓油管接頭處噴出的高壓油是否具有一定的沖擊力。若油量充足且沖擊力較大，說明轉向泵沒有問題，能夠正常工作；若油量不足或沒有液壓油流出，說明轉向泵存在品質問題。按照上述方法進行排查，最終確定轉向泵沒有品質問題，能夠正常工作，在這一過程中，同時也驗證了高壓油管是沒有問題的。

排除了對轉向泵和高壓油管的質疑，現在開始檢測吸油管路和回油管路問題。根據經驗判斷，由管路引起的轉向異響問題大多是由吸油管路造成的，所以接下來檢測吸油管路。由于吸油管路壓力較小，不適合利用上述方法，大多數情況是采用更換零部件的方式來排除。更換吸油管后連接好所有管路，接頭處使用規定的扭矩擰緊，轉向系統加滿油，然后起動發動機，變速器掛空擋位，踩下油門同時左右轉動轉向盤，排盡管路里的空氣后繼續轉動轉向盤，異響和沉重現象依然存在，初步確定轉向吸油管是沒有問題的。然后檢測回油管路，回油管路內也是低壓，只能更換零部件進行排查。更換回油管之后重復以上步驟，異響和沉重現象依然存在。

做到這里，液壓系統的零部件除了轉向器之外都已經檢測了一遍，但是問題卻沒有解決。通過上述的初步檢測，排除了零部件品質問題。再進行深入分析，能想到的原因可能是由于生產制造誤差導致轉向泵和轉向器匹配出現了問題，這樣的話就需要更換轉向器或轉向泵。就在思考更換轉向器的過程中，突然意識到一個問題，剛才的檢測操縱過程存在漏洞，那就是所有更換的零部件都是采用的沒有使用過的新件，不能夠確定其內部品質是否合格。為保證所使用的零部件是合格件，就從另外一輛結構類似且沒有轉向異響和沉重問題的車輛上借用，這個過程工程量會比較大，但排查問題更重要，鎖定工作方向后就進行了操縱。

同樣首先從吸油管開始進行更換，將借用車輛上的吸油管拆下安裝到該故障車輛上，連接好所有管路，接頭處使用規定的扭矩擰緊，轉向系統加滿油，然后起動發動機，變速器掛空擋位，踩下油門同時左右轉動轉向盤，排盡管路里的空氣后繼續轉動轉向盤，預期的結果出現了，沒有了刺耳的轟隆隆的聲音，工作人員反饋轉向操縱也變得輕便了，終于解決了該車的異響和沉重問題。

確定了問題的原因出在吸油管上，但是從外觀上看沒有任何問題，為找到吸油管的具體品質問題，隨即決定將吸油管沿中心軸全部剖開。剖開之后發現金屬管路的內徑出現了問題，設計要求管路內徑是一樣大小的，但是該零部件卻出現了內徑突然變小的一段管路，如圖2所示，這種現象導致了液壓系統內部噪聲的產生，同時由于動力轉向泵供油不足出現轉向沉重問題。

圖2 吸油管剖切圖

5 結論

在此之前沒有出現過類似的零部件品質問題，誰也不曾想到會因為一個小小的內孔直徑突變帶來這么嚴重的問題。轉向系統作為汽車的重要組成部分，不管是設計階段還是生產制造階段，不管是總成件還是零部件，都必須做好品質監控，保證產品使用的可靠性、安全性、舒適性，防止由轉向操縱不便對駕駛人員及乘車人員帶來不必要的傷害。

一般產品出廠前都會進行性能測試［4］，新車的安全性能是可以得到保障的。多數用戶反饋新車購買的時候轉向系統沒有任何問題，后期就會出現異響、沉重問題，其實這不是產品品質問題，基本都是由于轉向系統沒有得到有效保養造成的。那么在使用這種液壓助力轉向的汽車時，特別是工作環境比較惡劣的情況，一定要定期對轉向系統進行保養，防止液壓油乳化變質或系統內混入雜質堵塞管路和油罐過濾網，影響轉向系統正常使用。