动力转向系统故障诊断与排除

动力转向系统故障诊断与排除 摘要 汽车动力转向系统出现故障会影响到汽车的动力性 操纵稳定性和行驶 安全性 如今 一般轿车都有动力转向系统 研究动力转向系统显得尤为重要 通过对动力转向系统的常见故障的分析 提出了有效的故障诊断和排除的方法 同时提出了定期检查的一系列针对性保养维护措施 关键词 汽车 动力转向 故障诊断 排除 1 1 概述概述 动力转向系统主要由动力转向装置 转向操纵机构和转向传动机构三部分 组成 动力转向装置是在机械转向装置的基础上加设一套转向加力装置而形成 的 主要包括动力转向器 动力转向油泵 储油罐等 它的转向油泵为双作用 叶片泵 转向器结构型式为齿轮齿条式 2 2 动力转向系统的常见故障及排除动力转向系统的常见故障及排除 动力转向系统的故障包括一般故障 转向噪声和油液渗漏等 在进行故障排除时 由于油箱缺油 油液高度不足及系统内存在空气等都 是影响动力转向系统正常工作的原因 所以在出现动力转向系统故障时 应先 确认是否存在以上问题 然后再进行其它部分故障的排除 2 1 一般故障 动力转向系统的一般故障包括转向沉重 转向冲击 转向不灵和转向回跳 等 2 12 1 1 1 转向沉重转向沉重 A 故障现象 行车转向时 转动转向盘感到沉重 检查转向盘的转向动力 时 其值大于 30N B 可能存在的故障原因 a 油箱缺油或油液高度不足 系统中混入大量空气 b 轮胎充气不足 四轮定位不准确 c 动力转向油泵的压力异常 d 动力转向器与转向油泵之间的进油管堵塞 e 齿条导向螺塞调整不当 C 故障排除 a 检查动力转向油泵的压力 在压力控制阀和截流阀全开的情况下测量怠 速时静态油压 其值应等于或略小于 1500Kpa 否则应检查动力转向器与动力 转向油泵之间的进油和回油管路及软管是否堵塞 老化或变形 若油管正常 则说明转向阀有故障 b 若被测静态油压正常 则在压力控制阀和截流阀全闭的情况下 测量油 泵在怠速时的卸荷压力 其值应为 7200KPa 7800KPa 若卸荷压力过低 则应 检查流量控制阀与油泵总成是否正常 c 若上述检查的卸荷压力正常 则检查转向盘向左与向右转动时的转动力 两者的差值应 2 9N 否则应检查油缸管路是否变形或安装不当 若油缸管路 正常 则应检查齿条轴是否弯曲变形 齿条导向螺塞调整是否过紧 若齿条导 向螺塞调整正常 则说明转向控制阀有故障 d 若左右两方向转向盘转向力的差值正常 则应检查并调整齿条导向螺塞 若不能消除上述故障 则应更换动力转向器 若齿条导向螺塞调整正常 则应 检查动力转向装置以外的下列零件是否存在下述故障 转向轴相关零部件卡滞 转动不自如 转向轴万向节故障 各球头销装配过紧或缺油和转向系统内机件 相互干涉等 2 12 1 2 2 转向冲击或振动转向冲击或振动 A 故障现象 当前轮达最大转向角时 车辆出现冲击或振动 B 可能存在的故障原因 a 齿条导向螺塞调整不当 b 动力转向泵驱动带打滑 c 转向泵流量控制阀卡滞 C 故障排除 a 检查齿条导向螺塞的调整是否正确 并视情调整 若调整无效 则应更 换动力转向器 b 若齿条导向螺塞调整正确 则应检查动力转向油泵驱动皮带是否打滑 必要时调整其预紧力或予更换 2 1 32 1 3 转向不灵或操纵不稳转向不灵或操纵不稳 A 故障现象 汽车直线行驶时感觉行驶不稳 有向左或向右偏驶的现象 B 可能存在的故障原因 a 齿条导向螺塞调整不当 b 动力转向油泵驱动皮带打滑 c 怠速转速不稳 C 故障排除 a 检查齿条导向螺塞的调整是否正确 并视情进行调整 b 检查动力转向油泵驱动皮带是否打滑 并视情调整其预紧力 必要时更 换驱动皮带 c 检查怠速转速是否过低或怠速不稳 在发动机怠速或车辆低速行驶时转 动转向盘 若发动机熄火 则说明发动机怠速不正常 应予以调整 2 1 42 1 4 转向回跳转向回跳 A 故障现象 车辆转弯时 转向盘有回跳现象 B 可能存在的故障原因 a 动力转向油泵驱动皮带打滑 b 油泵压力不符合标准 C 故障排除 a 检查动力转向油泵驱动皮带是否因打滑致使油泵瞬间停止工作而失去助 力作用 若是 则调整皮带预紧力 必要时应更换皮带 b 安装动力转向压力表 在压力控制阀和截流阀完全关闭的情况下测量油 泵压力 若油泵压力不在 7200kpa 7800KPa 则应检查流量控制阀是否正常 若正常 则应更换动力转向油泵总成 2 2 转向噪声 为便于故障分析 我们将转向系统的噪声分为系统噪声和动力转向油泵噪声 两种 2 2 12 2 1 系统噪声系统噪声 汽车转向时 转向系统有不太大的噪声是正常现象 但噪声不能过大 A 转向系统 嗡嗡 声的故障排除 a 检查噪声是否因油液脉动而引起 若是 则属正常现象 b 检查噪声是否因液力变矩器或 ATF 变速箱 油泵工作不良而引起 检 查时可通过暂时拆下动力转向油泵驱动皮带来判断 若拆下皮带后 噪声仍存 在 则说明液力变矩器或 ATF 油泵工作不良 c 检查出油 高压 软管是否与其他机件相摩擦 若是 则应重新固定出 油软管 B 转向系统 咔嗒 声或振颤的故障分析 a 检查转向轴万向节 横拉杆及球头销是否松旷 必要时拧紧松动的紧 固件或更换不良的零部件 b 检查转向轴是否有明显的摆动 若有 则应更换转向轴总成 c 检查齿条导向螺塞调整是否正确 并视情进行调整 若在发动机停机时 左右转动转向盘有 咔嗒 声或振颤声 这是由于转向控制阀触碰其限位器所 致 属正常噪声 2 2 2 2 2 2 动动力力转转向向油油泵泵噪噪声声 A 故障现象 转向时液压泵处发生响声 B 故障诊断与排除 a 先检查油箱内的油面高度 若油面过低应补足液压油 b 检查驱动部分的工作情况 检查皮带是否过松 驱动齿轮及其他部件是 否损坏 若不正常应按规定要求给予调整 修复 c 检查回油管的回油情况 观察液压油中是否夹带有气泡 油液呈混浊状 之处 如有气泡 应先查出漏气 然后再排除空气 d 检查油箱滤芯以及油路各处有无堵塞 损坏 若有均应将其修复 2 3 动力转向油液渗漏 a 油管管路泄漏 检查转向油罐 动力转向器 动力转向油泵 油泵进出 油软管及其接头 动力缸管路及其接头等处是否有油液渗漏现象 b 检查时 循油迹即可查明具体渗漏部位 必要时进行紧固作业或更换密 封元件 c 检查转向齿轮机构泄漏 阀体外壳顶部的油封泄漏或转向液从动力缸端 部漏进横拉杆左右侧防尘罩内 则需要更换油封 控制阀和动力缸泄漏检查动力转向系统的泄漏分内泄和外泄 2 种 外部 泄漏比较容易发现 而内部泄漏是难以发现的 动力缸和控制阀的内泄可以 采取油路压力试验的方法 测量出油压的数值 油压正常 然后将一块 15 mm 厚的金属垫板放在车轮转角限位螺栓上 左右转动方向盘 其极限位置受 垫板的限制 使限位器不能卸荷 这时 再测量油路压力 若油压低于原 来测得的油压 说明控制阀或动力缸内部有泄漏现象 3 3 动力转向系统的检查与维护动力转向系统的检查与维护 动力转向系统的使用性能和寿命直接影响汽车的使用性 可靠性和安全性 所以 行驶一段里程后应对动力转向系统进行检查 维护和必要的调整工作 3 1 检查油压及排气 3 1 13 1 1 排气的处理方法排气的处理方法 a 定期检查转向油罐的液面高度和油液的质量 必要时进行更换和添加 b 加油时 油液品质应符合规定并经过滤清还要注意排除油路中的空气 排气的方法是先将油液注到油罐规定的液面高度 然后启动发动机 怠速状 态下左 右转动方向盘极限位置 在极限位置停留不得超 10S 以防油泵发热 反复几次 并不断往油罐补充油液 同时 扭开系统中的放气螺钉 直到油 液充满整个系统 放气口没有气泡流出 油罐内油面不再降为止 然后扭紧 入气螺钉 3 3 1 21 2 油路压力的检查油路压力的检查 A 油路压力试验 做试验前 首先应检查油泵驱动装置是否可靠 如驱动装置正常 在油泵出油 口与转向器进油口之间安装 一个压力表及一个限压阀 然后进行如下操作 a 发动机怠速运转 方向盘处于中间位置 车辆直行状态 检查油压是 否符合规定 b 短时间地关闭限压阀 使发动机以 1500 r min 转速运转 此时压 力表指示值应为油泵的最大工作压力 B 油路压力异常的处理 a 如油泵工作压力过低 应拆下油泵限流阀进行清洗检查 并重新安装 调整 再重复上述试验 如油泵工作压力仍然过低 应对油泵进行拆检 b 如油泵工作压力过高 可能是溢流阀弹簧卡住 应拆卸检查 c 把方向盘左 右打到极限位置 中途不要停顿 转动中油压应稳定 如有下降现象 可能是动力缸活塞油封损坏漏油 3 2 液压限位阀的检查和调整 支起车轮 将 3 mm 厚垫片放在前轴限位凸块上 因液压限位阀受荷时 车 轮转角限螺栓与前轴凸块之间的距离为 2 3 mm 启动发动机 转动方向至 车轮的限位机构起作用时为止 按逆时针方向旋转液压位阀的调整螺钉直到卸 荷为止 这时用螺丝刀作传导 可听到卸荷的排油声 调整后进行复验 其 方法是慢慢起动汽车 转动方向盘直至液压加力作用不足但又不完全是机械转 向时 车轮转向限位螺钉与前轴位凸块应有 2 3 mm 的 间隙 3 3 正确使用和维护动力转向系统 在实际工作中应正确使用和动力转向系统 具体应做好以下几点 a 转向时 不可将方向 打死 特别是在原地转向时 要留有一定的余 量 保证液压转向系统处于正常工作状态 b 严禁车辆熄火滑行 发动机不工作会使液压泵停止工作 失去转向助力 作用 造成转向困难 c 急转弯时 应及时换入低速挡行驶 使发动机转速不低于 800r min 以保证动力转向系统正常工作 d 定期检查转向液压油是否缺少 如缺少应及时补加 同时 定期清洗液 压油杯及滤芯 防止液压油过脏或变质 建议每行驶 30000km 更换一次液压油 e 在保养时 应检查转向泵皮带的松紧度 看是否有断口 如有应及时更 换 松紧度应以手指按下 1cm 左右为宜 f 定期检查液压系统的管接头是否有漏油现象 液压油管应尽量避开与其 它部件的磨擦 以防止破损进气 同时 液压胶管应定期更换 防止胶管内脱 皮堵塞管道 g 在维修转向器时 应安装调整得当 特别是蜗轮 蜗杆之间的装配 钢 球一定要装够数 同时钢片滑轨不准有变形 液压油分配阀及活塞腔壁要清洗 干净选用优质的 型号相配的油封以防止液压油的渗漏 4 4 结论结论 本文通过对动力转向系统的结构进行了简要的介绍 主要是对动力转向系统 的常见故障及排除方法进行了具体分析 同时 还对动力转向系统的检查和维 护提出了一些建议 总结如下 a 动力转向系统故障主要有转向沉重 转向冲击 转向回跳和转向不灵等 一般故障及转向噪声 油液渗漏等问题 其原 b 动力转向系统一般故障的排除主要通过检查动力转向油泵的压力 齿条 导向螺塞 动力转向器等部分 c 动力转向系统的转向噪声故障分为系统噪声和动力转向油泵噪声 排除 其故障主要通过检查油液 液力变矩器 ATF 油泵 出油软管及转向轴等部分 d 动力转向系统的油液渗漏故障主要通过检查各油管管路 转向齿轮机构 的控制阀和动力缸部分 References 1 Hydraulic Fluid Power Determination of Pressure Ripple Levels Generated in Systems and Components Part 1 Precision Method for Pumps ISO Standard 10767 1 2 Johnston D N and Edge K A Simulation of the Pressure Ripple Characteristics of Hydraulic Circuits lMechE 203 275 282 1996 3 Johnston D N and Drew J E Measurement of Positive Displacement Pump Flow Ripple and Impedance IMechE 210 65 74 1996 4 Longmore D K The Transmission and Attenuation of Fluid Borne Noise in Hydraulic Hose lMechE Seminar on Quiet Oil Hydraulic Systems C267 77 127 138 1997 5 Tuc B The Use of Flexible Hose for Reducing Pressure Ripple in Hydraulic Systems PhD thesis University of Bath 1981 6 Johnston D N and Edge K A The Impedance Characteristics of Fluid Power Components Transfer Matrix Characteristics of Two port Hydraulic Components ASME Winter Annual Meeting Chicago Nov 1994 7 Kojima E and Edge K A Experimental Determination of Hydraulic Silencer Matrices and Assessment of the Method for Use as a