汽車轉向系統的故障診斷與維護

畢少平

摘要：汽車轉向系統一直是汽車研究者重點考慮的一個系統，該系統直接關乎到汽車駕駛的安全性與舒適性，隨著時代的發展，人們越來越重視汽車的轉向系統，汽車轉向系統經過不斷改進來滿足人們的需求，傳統的機械式轉向系統是目前電動液壓助力轉向系統、電動助力轉向系統研究、檢測的基礎，因此本文重點闡述了轉向系統的發展、故障現象及原因，以及日常維護，對于今后從事汽車轉向系統研究與維修人員提供理論指導。

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.

關鍵詞：轉向系統;故障;維護

Key words： steering system;failure;maintenance

中圖分類號：U463.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）08-0141-02

0? 引言

隨著改革開放的發展，我國的汽車行業也得到了快速的發展，尤其是最近幾年，汽車已經成為千家萬戶出行必備交通工具，而且人們越來越追求駕駛的樂趣，因此對汽車轉向系統的性能要求越來越高，汽車轉向系統從最初的的安全性最低、操作復雜的機械式發展成最近比較普遍應用的電動液壓助力轉向系統、電動助力轉向系統，將來可能會適用的線控助力轉向系統，該系統與互聯網技術、自動化技術緊密結合。汽車轉向系統的好與壞不僅僅關乎駕駛舒適還嚴重影響駕駛安全性，因此本文重點闡述該系統幾種典型故障與原因以及典型案例，并介紹汽車轉向系統的日常維護與保養。

1? 汽車轉向系統研究意義

從第一輛汽車的誕生到現在已經有100多年的歷史，但是我國汽車的發展是從改革開放以來，與其他國家相比起步較晚，但是隨著我國經濟的快速發展，汽車行業在我國行業中越來越重要，特別是中高檔轎車，已經成為人們生活的代步工具，人們越來越追求汽車的安全性、舒適性、可靠性。汽車轉向系統也經歷了100多年的發展，國內外諸多學者對汽車轉向系統做出了大量的研究，楊妙梁等闡述了電子控制式助力轉向系統開發的目標就是提供可變的助力特性，可以提高轉向系統的操作性能，陳奎元等人將車速感應助力轉向系統分為流量控制式、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，國外研究人員還提出了一種使用中位閉式轉向控制閥及儲能器的EHPS系統，并對中位閉式轉向控制閥進行了研究。汽車轉向系統從最初的的安全性最低、操作復雜的機械式發展成最近比較普遍應用的電動液壓助力轉向系統、電動助力轉向系統，將來可能會適用的線控助力轉向系統，該系統與互聯網技術、自動化技術緊密結合。汽車轉向系統的好與壞不僅僅關乎駕駛舒適，還嚴重影響駕駛安全性，因此本文重點闡述該系統幾種典型故障與原因以及典型案例，并介紹汽車轉向系統的日常維護與保養。

2? 汽車轉向系統概述

用來改變或保持汽車行駛方向的機構稱為汽車轉向系統（steering system）。汽車轉向系統的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。駕駛員的體力是機械式轉向系統的動力來源，該系統中所有傳力件都是機械的。機械轉向系的主要組成部分是轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構。轉向操縱機構的主要組成部分是方向盤、轉向軸、轉向管柱，它的主要功能是將駕駛員轉動轉向盤的力傳遞給轉向器;轉向器是一組齒輪，它的功能是將旋轉運動轉變為直線運動（或近似直線運動），同時也是轉向系中的減速傳動裝置。市面上最常見的轉向器主要有這幾種形式齒輪齒條式、循環球曲柄指銷式、蝸桿曲柄指銷式、循環球-齒條齒扇式、蝸桿滾輪式等。

3? 汽車轉向系統典型故障

汽車轉向系統性能的好與壞直接影響到汽車駕駛的安全性與操作穩定性，也是關乎駕駛員與乘客的生命財產安全，因此本文介紹幾種汽車轉向系統典型故障以及故障原因、典型案例分析以及汽車轉向系統的日常維護與保養，讓擁有汽車的人們能夠掌握簡單的故障診斷、日常維護的能力，為后續汽車轉向系統研究者和維修人員提供理論支持。

3.1 方向盤不穩

故障現象：駕駛員在行駛過程中輕輕轉動方向盤使其保持直線行駛時，會明顯感覺到車的游動角度較大，難以控制。

故障原因：①轉向盤與轉向軸之間存在松動現象;②轉向器內部的主、從動部位的襯套或者與軸承之間存在松動現象;③轉向器內部主、從動部位嚙合不良;④垂壁軸與垂壁之間存在松動現象或者縱拉桿的桿球頭連接部分存在問題再或者轉向節與主銷連接存在問題;⑤汽車輪胎的輪轂軸承存在松曠現象。

3.2 轉向沉重

故障現象：①在行駛過程中，駕駛員轉動方向盤時會明顯感覺費力，方向盤轉動困難;②當汽車處于轉彎減速或者掉頭行駛時，駕駛員會明顯感覺到方向盤非常沉重，甚至出現無法轉動。

故障原因：①輪胎氣壓低;②輪轂軸承較緊;③前輪定位出現異常;④轉向軸凹陷;⑤轉向器嚙合間隙過小;⑥轉向傳動機的連接處存在卡頓;⑦轉向節主銷軸向間隙過小;⑧前輪及車架有變形。

3.3 行駛跑偏

故障現象：當汽車在行駛過程中，只有駕駛員緊握方向盤時，汽車才能按照駕駛員的意愿行駛，而當駕駛員輕握方向盤時，汽車就會跑偏。故障原因：本文忽略環境因素，只講述汽車本身因素。①跑偏一側的輪轂與制動器溫度過高，可能是由于輪轂軸承過緊，從而造成車輪制動拖滯;②輪胎氣壓不一致，如果是剛換過的輪胎那么可能是輪胎質量問題;③汽車的鋼板彈簧出現松動、斷裂等現象，或者車橋存在歪斜、移位等問題，或者車架變形;④前輪定位可能存在問題。

3.4 轉向不靈

故障現象：在汽車行駛過程中，只有當駕駛員操作方向盤的幅度較大時，汽車才能按照駕駛員的意愿行駛，當駕駛員操作方向盤的幅度較小時，汽車行駛方向可能沒有變化或者很小的變化，未能達到要求的轉動角度。

故障原因：①前輪的輪轂軸承與主銷存在松動現象;②轉向傳動機構出現松動現象;③轉向器存在松動現象;④汽車車輪的前束過大（因為前束過大會造成輪胎磨損，從而導致轉向不靈）。

3.5 前輪擺頭

故障現象：當汽車以一定速度行駛時，汽車的兩個前輪會出現各自繞主銷軸進行角震動的現象，尤其是在高速行駛過程中，汽車的兩個前輪擺動非常明顯，此時駕駛員的手會明顯感覺發麻，還會出現車頭搖動的現象。故障原因：①輪胎的動平衡沒有做好;②輪胎變形。

3.6 轉向振動、沖擊與回跳

故障現象：當汽車在轉向時，當汽車前輪轉向角達到最大值時，車輛發生振動或者較大沖擊，左右轉向時方向盤出現不自然地回跳問題。

故障原因：①導向螺栓過緊;②轉向液壓泵驅動帶過松或者打滑。

4? 汽車轉向系統維修案例分析

一輛大眾邁騰2008年款1.8 TSI自動擋汽車，在行駛里程接近3萬km。在行駛過程中，在其配備的電控機械助力轉向系統中出現故障，故障報警指示燈處于常亮，汽車在轉向過程中駕駛員明顯感覺到方向盤轉向沉重。操作步驟：首先將車輛舉到一定高度，仔細觀察轉向器的外部，沒有發現任何問題，然后觀察電控機械助力轉向系統的輔助控制單元與驅動電機外殼結合，系統扭矩傳感器與電控系統之間在外部裸露的線束保護都沒有出現任何問題，隨后檢查扭矩傳感器，該款車配備有磁阻傳感器，轉向柱的連接元件與萬向節相互連接，同時外部配備有一個電磁轉子在電磁轉換區域內運行。當駕駛員轉動方向盤時，該連接元件會帶動齒輪一起轉動，此時傳感器磁阻發生變化，從而反映出了扭矩的變化。通過檢測電控機械助力轉向輔助控制單元與扭矩傳感器之間連接的4條線路，發現都很正常，無異常現象，這時判斷出傳感器內部可能發生了故障。立刻拆開傳感器，發現內部的轉向柱連接件生銹，而防塵防水襯套與密封膠圈雖沒有被破壞，但是其密封圈張勁力出現松動。于是更換扭矩傳感器，清除故障碼后，進入引導型故障查詢功能，然后對方向機轉角傳感器進行設置，進行試車，故障得以排除。

5? 汽車轉向系統的日常維護與保養

5.1 汽車轉向系統的維護周期

汽車轉向系統的好與壞直接關系到駕駛員與乘客的生命財產安全，因此每位駕駛員都應該對汽車轉向系統的日常維護與保養的常識有所掌握甚至可以實現簡單的操作。在行駛過程中遇到地面有坑坑洼洼或者過減速帶時一定要減速慢行，這樣可以降低轉向系統所承受的載荷，其次要經常檢查汽車轉向系統，尤其是對防護套的檢查，因為一旦防護套有損壞，水、灰塵等雜物就會進入到齒輪內，從而影響齒輪的潤滑，會增加換向器的生銹和磨損程度，轉向系統在很短時間內就會報廢，還要定期檢查轉向液的高度，不要出現過低或者過高的現象，最后一定要定期去4S店對汽車轉向系統進行清洗和換油，一般在汽車行駛5000km以后進行清洗和換油，使用環境不同保養相隔時間不一樣，靈活把握。這樣可以有效延長汽車轉向系統的使用壽命。

5.2 汽車轉向系統的日常保養

汽車轉向系統的日常保養對于延長轉向系統的使用壽命以及駕駛靈敏至關重要，液壓式轉向系統一定要經常檢查助力油的高度，并高度關注油泵與其自身壓力，對于有報警指示燈的，當指示燈亮時，立刻停止行駛，一定要去4S店檢查，電動助力轉向系統一般很難用肉眼觀察到故障，因此一旦出現故障一定要去4S店進行專業的檢查。安全無小事，因此不要等著出現問題時才檢查，平時一定要定期去4S店進行維護與保養。

6? 總結

隨著全球經濟的飛速發展，我國的經濟、技術、工業也得到了不斷地進步和發展，人們對物質生活的要求也越來越高，汽車行業在我國行業處于領先地位，我國汽車產量和銷量據世界第一，而且國產汽車的配置也越來越突出，成為吸引消費者的法寶，汽車駕駛的安全性和舒適性一直是人們關注的熱點，而汽車轉向系統的質量是汽車安全駕駛、操作穩定的關鍵，因此本文重點闡述了汽車轉向系統的典型故障現象及原因、日常維護，為今后從事汽車轉向系統研究與維修人員提供理論支持。

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