汽车转向系统故障诊断与维修案例

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1、3.2汽车转向系统的维修【案例】现象：一辆东风EQ1090汽车，两前轮轮胎不正常磨损。诊断：检查两前轮轮胎气压，正常。检查轮胎磨损特征，发现胎冠呈锯齿状，初步 断定故障由前轮定位引起。测量前束，发现两前轮后端尺寸比前端尺寸小10 mm，为 负前束，与该车标准值不符。进一步检查发现横拉杆弯曲变形，估计是汽车与道路上的 障碍物碰撞所致。由于横拉杆弯曲变形，引起前轮前束变化，从而造成轮胎不正常磨损。排除：拆下横拉杆，冷压校正后装车，重新调整好前轮前束值。3.2.1 概述转向系通常由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成，可分为机械转向系和动 力转向系，它们的一般组成如图3.34和图3.35。机械转向

2、系的操纵能量由人体产生， 动力转向系则兼用人体和发动机动力作为转向能源。图3.34机械转向系的组成1一转向器；2一转向万向节；3一转向传动轴；4一转向管柱；5一转向盘；6一转向横拉杆；7一转向纵拉杆；8一转向节；9一转向节臂；10一转向直拉杆；11一转向摇臂图3.35动力转向系的组成1一转向助力泵；2转向器；3控制阀；4一转向油罐；5油管目前常用的转向器有循环球式和齿轮齿条式。循环球式转向器一般用于货车等大型 车辆；齿轮齿条式转向器由于结构紧凑，传动机构简单，在乘用车上得到广泛使用，有 的乘用车上还加装了动力转向机构。3.2.2转向系故障诊断机械转向系的常见故障部位主要有：转向盘自由行程、转向

3、传动机构连接处、转向器等。机械转向系的常见故障主要包括：转向沉重，转向盘自由行程过大和转向轮抖动。1 .转向沉重(1) 故障现象汽车行驶中，驾驶员向左、右转动转向盘时，感到沉重费力，无回正感；汽车低速 转弯行驶和调头时，转动转向盘感到非常沉重，甚至打不动。(2) 故障主要原因及处理方法转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准，转向系传动链中出现配合过紧 或卡滞而引起摩擦阻力增大。具体原因主要有： 转向轮轮胎气压不足，应按规定充气。 转向轮本身定位不准或车轴、车架变形造成转向轮定位失准，应校正车轴和车架， 并重新调整转向轮定位。 转向器主动部分轴承调整过紧或从动部分与衬套配合太紧，应予调整。

4、 转向器主、从动部分的啮合间隙调整过小，应予调整。 转向器缺油或无油，应按规定添加润滑油。 转向器壳体变形，应予校正。 转向管柱转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦，应予修理。 转向纵、横拉杆球头连接处调整过紧或缺油，应予调整或添加润滑脂。 转向节主销与转向节衬套配合过紧或缺油，或转向节止推轴承缺油，应予调整或 添加润滑脂等。(3) 故障诊断方法以桑塔纳乘用车为例，先检查轮胎气压，排除故障由轮胎气压过低引起。接着按图 3.36所示机械转向系转向沉重常见故障原因的诊断流程找出故障位置。图3.36机械转向系转向沉重常见故障原因的诊断流程2. 转向盘自由行程过大转向盘自由行程过大又可称为转向不灵敏。(1

5、) 故障现象汽车保持直线行驶位置静止不动时，转向盘左右转动的游动角度太大。具体表现为 汽车转向时感觉转向盘松旷量很大，需用较大的幅度转动转向盘，方能控制汽车的行驶 方向；而在汽车直线行驶时又感到行驶方向不稳定。(2) 故障主要原因及处理方法转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动链中一处或多处的配合因装配不当、 磨损等原因造成松旷。具体原因主要有： 转向器主、从动啮合部位间隙过大或主、从动部位轴承松旷，应予调整或更换。 转向盘与转向轴连接部位松旷，应予调整。 转向垂臂与转向垂臂轴连接松旷，应予调整。 纵、横拉杆球头连接部位松旷，应予调整或更换。 纵、横拉杆臂与转向节连接松旷，应予调整或更换。

6、转向节主销与衬套磨损后松旷，应予更换。 车轮轮毂轴承间隙过大，应予更换等。(3) 故障诊断方法造成转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动链中一处或多处连接的配合间 隙过大，诊断时，可从转向盘开始检查转向系各部件的连接情况，看是否有磨损、松动、 调整不当等情况，找出故障部位。3. 转向轮抖动(1) 故障现象汽车在某低速范围内或某高速范围内行驶时，出现转向轮各自围绕自身主销进行角 振动的现象。尤其是高速时，转向轮摆振严重，握转向盘的手有麻木感，甚至在驾驶室 可看到汽车车头晃动。(2) 故障主要原因及处理方法转向轮抖动的根本原因是转向轮定位不准，转向系连接部件之间出现松旷，旋转部 件动不平衡。具体

7、原因主要有： 转向轮旋转质量不平衡或转向轮轮毂轴承松旷，应予校正动平衡或更换轴承。 转向轮使用翻新轮胎，应予更换。 两转向轮的定位不正确，应予调整或更换部件。 转向系与悬挂的运动发生干涉，应予更换部件。 转向器主、从动部分啮合间隙或轴承间隙太大，应予调整或更换轴承。 转向器垂臂与其轴配合松旷或纵、横拉杆球头连接松旷，应予调整或更换。 转向器在车架上的连接松动，应予紧固。 转向轮所在车轴的悬挂减振器失效或左右两边减振器效能不一，应予更换。 转向轮所在车轴的钢板弹簧U形螺栓松动或钢板销与衬套配合松旷，应予紧固或 调整。 转向轮所在车轴的左右两悬挂的高度或刚度不一，应予更换等。（3）故障诊断方法以桑

8、塔纳乘用车为例，根据转向轮抖动特征，按照图3.37所示机械转向系转向轮 抖动常见故障原因的诊断流程找出故障部位。二、动力转向系故障诊断为了操纵轻便，转向灵敏和提高行车安全，目前高级乘用车、豪华客车和重型货车 广泛拉忏球典是否松旷二，撮器是否火效前粒轮胎花鼓固杳布一致？/宣侧牝胎磨损、规格 等是否不致，或轮 5是否严重变形图3.37机械转向系转向轮抖动常见故障原因的诊断流程两侧粮胎磨损、规格等不一致成嵋辑严w变磋造押料动特性F 1.低速拇动F 匕高速扣动两前轮轮胎雌fc不一致物轮定位矢椎槌指抨球头松旷rA前轮动不平衡拔振器失敦辖陶输抖动采用了动力转向系。动力转向系一般是在机械转向系的基础上加装转

9、向助力装置；常用 的助力装置是液压式，主要由转向泵、动力油缸、控制阀、转向油罐和油管等组成。动力转向系的常见故障部位主要有：转向盘自由行程、转向传动机构连接处、转向 器、转向泵、控制阀、油管接头等。动力转向系的常见故障主要是转向沉重和转向噪声。下面，我们以齿轮齿条式液压动力转向系为例介绍动力转向系的故障诊断。侧重于 液压助力系统，机械部分的故障参见本节“机械转向系故障诊断”的内容。1 .转向沉重(1) 故障现象同机械转向系。(2) 故障主要原因及处理方法转向沉重故障一般由液压转向助力系统失效或助力不足，机械传动机构损坏或调整 不当引起。具体原因主要是: 转向油罐油液油量不足或规格不对，应使用正

10、确的油液并调整到规定高度。 油路堵塞或不畅，应予检修。 油路中有泄漏现象，应予检修排除。 油路中有空气，应予排气。 转向泵传动带损坏或打滑，应予调整或更换。 调节阀失效，使输出压力过低，应予更换或调整。 转向机构调整不当，应予调整等。(3) 故障诊断方法检查转向油罐中油液是否不足，规格是否不对和有无气泡，检查管接头有无松动， 转向泵传动带张紧力是否正常。将转向盘向左右极限位置来回转动，如果左右转向都沉重，故障在转向泵、液压缸 或转向传动机构；如果左右转向助力不同，故障在控制阀。详见图3.38所示动力转向系转向沉重助力部分常见故障原因的诊断流程。嚣嚣舞不足1系毓中有空 严,否L管接头泄痢控制岬漏

11、箜尚助膜转向象磨损酒漏E压虹植H图3.38动力转系转向沉重助力部分常见故障原因的诊断流程2 .转向噪声(1) 故障现象汽车转向时，转向系出现过大的噪声。（2）故障主要原因及处理方法装有动力转向系的汽车，在发动机起动后，转向助力泵的溢流阀中出现液流噪声是 正常的，但噪声过大甚至影响转向性能时，该噪声应视为故障。因助力系统引起转向噪 声的原因主要是： 转向泵损坏或磨损严重，应予修理或更换。 转向泵传动带打滑，应予调整或更换。 控制阀性能不良，应予检修。 系统中渗入空气，应予排气。 管道不畅，应予检修等。（3）故障诊断方法转向时发出咔哒”声，在已排除转向泵叶片噪声的情况下，则由转向泵带轮出现 松动引

12、起。转向时发出嘎嘎”声，由转向泵传动带打滑引起。转向时转向泵发出“咯咯”声，是由于系统中有空气；发出嘶嘶”声，而且系统 无泄漏，转向泵传动带张紧度也合适，则由油路不畅或控制阀性能不良引起。动力转向系的其他故障还有：（1）转向助力瞬间消失故障原因主要是：转向泵传动带打滑，控制阀密封圈泄漏，系统泄漏造成油面过低， 发动机怠速过低，系统内有空气等。（2）转向盘回位不良故障原因主要是：系统内有空气、压力限制阀工作不良，控制阀弹簧失效等。（3）转向盘自由行程过大故障原因主要是：系统内有空气或压力限制阀失效。需针对故障原因，找出故障位置。三、转向系仪器检测转向系的常用诊断参数有：转向盘最大自由转动量（即转

13、向盘自由行程，）转向 盘外缘最大转向切向力（即转向盘最大转向力，NX转向轮最大转向角（、汽车最小 转弯半径（mX转向轮定位参数等。对于前轮转向的汽车，转向轮定位参数包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角 和前轮前束，即我们常说的前轮定位。转向轮定位的检测在行驶系中介绍。转向轮定位 应该是行驶系的内容，但由于该参数的改变厩可能造成行驶系故障（如轮胎异常磨损）, 也可能造成转向系故障（如转向沉重），因此转向轮定位参数通常也作为转向系的诊断 参数。依靠人工经验很难判断转向盘的转向力和自由转动量是否正确，可以使用专门仪器 来检测。1 .转向盘转向力的检测操纵稳定性良好的汽车，必须有适度的转向轻便性。如

14、果转向沉重，不仅增加驾驶 员的劳动强度，而且可能会因不能及时正确转向而影响行车安全。如果转向太轻，又可 能导致驾驶员路感太弱或汽车发飘，同样不利于行车安全。转向轻便性可用一定行驶条件下作用在转向盘上的转向力（即作用在转向盘外缘的 最大切向力）来表示，采用转向参数测量仪可以测得转向盘转向力。下面以国产乙一 2型转向参数测量仪为例，介绍其检测转向盘转向力的方法。（1）安装将转向参数测量仪对准被测转向盘中心，调整好三只活动卡爪长度，与转向盘牢固 连接。（2 ）检测转动操纵盘，转向力通过底板、力矩传感器、连接叉传递到被测转向盘上，使转向 盘转动。此时，力矩传感器将转向力矩变成电信号，而定位杆内端连接的

15、光电装置则将 转角的变化转变为电信号。这两种电信号由微机自动完成数据的采集、转角的编码、运 算、分析、存储、显示和打印，因而该仪器既可测得转向力，又可测得转向盘转角。转向力的检测可按转向轻便性实验方法进行，一般有原地转向力实验、低速大转角 （“8”字行驶）转向力实验、弯道转向力实验等，可参照有关国家标准的规定进行检测。（3）结果分析按GB/T 18565中7.2.1条的规定，路试时检测转向盘最大转向力采用如下方法： 汽车空载在平坦、干燥和清洁的硬路面上，以10 km/h的速度在5s之内沿螺旋线从直 线行驶过渡到直径为24m的圆周行驶，施加于转向盘外缘的最大切向力不得大于150N。2.转向盘自由转动量的检测图3.39转向盘自由转动量的检测1一转向盘；2一指针；3一刻度盘；4一转向管柱转向盘自由转动量又可称为转向盘自由行程，是 指汽车保持直线行驶位置不动时，左右晃动转向盘时 的自由转动量（游动角度）。GB/T 1