汽车转向系统故障诊断与检修

机械转向系是以驾驶人员的体力作为转向动力源,其中所有传力件都是机械的,汽车的转向主要是依赖驾驶员转动方向盘,然后再通过一些零件传递到车轮然后达到转向的目的的。汽车转向系统主要分为三类,包括纯机械式、机械液压动力式、电子控制式,同时这也代表了汽车转向系统的历史更迭进程。电子控制式拥有很好的节能效用、操作更优良、转向精确等好处。电动助力动力来源于电动机,利用电控单元来控制助力的大小。电动单元能够精准微调助力大小,更加环保,能耗低利用率高,以及便于维修更换。因此,通过对汽车转向系统结构的系统剖析,本文对汽车转向系统进行介绍,以及常见的问题的研究,对常见问题提出切实有效的解决方案。
Keywords: steering system; working principle; failure; maintenance 目录
一、汽车转向系统概述 1
二、 汽车转向系统的基本构成及工作过程 2
(一)汽车转向系统基本组成及作用 2
(二)转向系统分类 2
三、汽车转向系统常见故障诊断与维修 5
(一)汽车转向系统的常见故障 5
(二)汽车转向系统的常见故障诊断与检修方法 5
四、汽车转向系统故障实车案例分析 7
(一)案例一捷达汽车行驶出现异响 7
(二)案例二汽车转向沉重 9
五、总结 10
致 谢 11
参 考 文 献 12
一、汽车转向系统概述
在汽车的行驶中需要改变或者保持汽车的运动轨迹,在汽车的内部系统中,将这个系统统称为汽车转向控制系统,利用这个系统,驾驶员能够按照自己的想法去控制汽车的运动轨迹,同时不需要太多力量,因此汽车转向控制系统的优劣影响了车辆是不是可以正常并且安全行驶。
在车辆控制系统中,主要是两个控制系统,首先是将发动机所做的功传送给汽车,使其行驶、运动的传动系统。 然后就是为车辆在运行时,根据驾驶员转动方向盘时实现运动轨迹改变的转向系统。这两大系统密不可分。
不同种类的汽车有不同转换汽车行驶轨迹的方法,普通汽车往往采用专门的系统控制车的前轮,利用前轮的运动角度的变化来带动整个车的轨迹变化。
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车转向系统中,驾驶员通过转动方向盘,通过转矩传感器,将转动信号传送给电子控制单元,电子控制单元根据检测到的信号提出指令,实现方向改变。
在汽车中,其普遍的转向系统分为两种,一种是靠驾驶员转动方向盘而达到转向效果的机械式转向系统,这样控制汽车较为灵活。 另一种是依赖液压式动力系统或者电动助力系统来控制汽车转向的汽车转向系统,这种系统比较机械式控制系统难度低、上手快、操作简易,依赖液压式动力系统已经变成现今汽车控制系统发展的趋势。
汽车转向系统的基本构成及工作过程
(一)汽车转向系统基本组成及作用
在转向系统中,包括转向操纵结构、转向器、转向传动结构等。大致如下图
21。

图21 汽车转向系统基本组成
首先在转向操纵机构中,包括方向盘、转向轴以及转向管柱,结构较为简单。
然后就是在转向器的运作过程中,主要依赖转向摇臂的工作或者齿条轴的来回运动,同时附加转向操纵力将转向力放大。 这种结构固定在车身上,同时在转向器工作时,也将改变最终传动方向。  
最后就是转向传动机构。转向传动机构的工作方法是将转向器的力与运动轨迹传递给车轮,此时车轮就会按照力指定的轨迹来改变方向,从而达到改变方向的目的。
在车辆行驶过程中,车子的行驶方向,都是由驾驶员控制方向盘,一般以前轮的偏转角度来完成最终方向的改变。
在汽车的运行结构中,转向系统不仅仅具有改变汽车行驶方向,按照预定的轨迹完成移动的作用,同时能够克服、减轻路面障碍对于车轮的影响,防止车轮不当转向,驶离预定轨迹。
上文已经介绍汽车的转向系统往往由操作结构、转向器以及转向传动结构构成,但是在汽车中,转向系类型不尽相同,其内部结构有明显差异。
(二)转向系统分类
按照动力源不同主要分成机械式转向系统和动力转向系统。这两个系统在标准配置上存在的较大的差异。
在动力转向系统中,机械转向系统往往不存在相关配置。正常而言,车子改变方向所要的力只有少量来自驾驶员,其他的是由发动机通过转向装置提供的。利用发动机中的转向油泵、转向控制阀等组成动力装置。
在电控制系统中,主要依赖发动机提供动力来源,发动机的动力推动转向油泵,然后吸出储油壶中的助力油, 同时将油压入转向控制阀中,根据不同结构需要,分配油后,原有的压力油转化为提供动力的动力油, 促使其进行活塞运动带动转向齿条的运动,形成转向助力,完成动力来源的变化。在自动控制失效时,驾驶员依旧可以用方向盘来改变车辆的行驶方向,基于相应的安全保障。
在机械式转向系统中,依赖人的力量作为转向能力来源,利用操纵机构带动转换器,传输到传动机中,相关解释见以下图。
图22汽车转向系工作过程
在图22中,展示了机械式转向系统,在这个系统中,驾驶人员主要通过转向盘,将转向力利用转向轴直接传送到转换器中。 因此在此过程包括几个部分,第一,转向盘到转向传动轴这一操作机构中涉及减速问题,这与减速传动装置息息相关。 然后,在减速中,主要利用有级减速传动副。最后,转向器将放大过后的力矩传送到横拉杆,最终将其传送到转向节上的转向节臂,最后让车轮的行进方向发生改变。
在实际开车时,转动方向盘时,其内部为转向摇臂带动转向直拉杆向前运动。
在转向拉杆的带动下,主要是将拉力传导在转向节臂,然后左侧转向节偏转的角度,和转向横拉杆使另一侧转向节与转向轮绕该侧转向主销偏转一定的角度,达到汽车向左行驶的目的。
在这种情况下,转向直拉杆使转向控制阀中的滑阀运动,使转向动力缸的右腔与转向油泵的出油口相连接,右腔由转向控制阀与转向油罐项连接,转向动力缸的活塞所受的向右的力开始通过其推杆也在转向横拉杆上产生作用。
图23 转动转向盘内部图
在转动转向盘时,转矩传感器检测到方向盘的转向以及角度的大小,将产生的信号输送到电子控制单元,它再根据转向盘转角传感器检测到的信号,向电动机控制器发出指令,使电动机输出与之相对应的转矩,借此产生一定的助力。车辆不发生方向改变时,电动机便不工作。
三、汽车转向系统常见故障诊断与维修
(一)汽车转向系统的常见故障
1.转向系统转向沉重
2.转向系统有异响
3.方向盘异响,抖动

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