汽车检测、诊断——悬架和转向系统

1 悬架组成2 电控悬架的原理及故障诊断3 动力转向原理及故障诊断4 电动转向及四轮转向原理及故障诊断,第八章 悬架和转向系统故障诊断,1 悬架组成,悬架主要由弹簧(如钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆等)、减振器和导向机构二部分组成。,一、悬架的作用,悬架实现了车身与车轮之间的弹性支承。由此当汽车在路面上行驶时，可降低车身和车轮的振动，从而改善汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和乘坐舒适性。,二、悬架的分类,汽车悬架系统通常分为传统被动式、半主动式和主动式三类。,被动悬架因其具有固定的悬架刚度和阻尼系数，只能保证在特定道路状态下达到性能最优折衷。随着高速公路的迅速发展和人们对汽车平顺性和安全性要求的提高，传统的被动悬架系统已不能满足要求，人们希望悬架的刚度、减振器的阻尼系数、车身高度能随汽车载荷、行驶速度、路面状况等行驶条件变化，使悬架性能总是处于最佳状态。为克服传统的被动悬架系统付其性能改善的限制，现代汽车采用了电子控制半主动或主动悬架系统。,1.传统被动悬架,被动悬架分为独立悬架和非独立悬架两大类。非独立悬架结构上的特点是两侧车轮由一根整体式车桥相联，车轮连同车桥通过弹性元件悬挂在车架(或车身)下面，独立悬架则是每一侧的车轮单独地通过弹性元件悬挂在车身下面，采用独立悬架时，车桥都做成断开式的。 被动悬架常用的弹性元件通常有：钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧等。,弹簧用于使路面产生的振动和车轮摆动不致直接传到车身，弹簧也有助于提高轮胎着地能力。减振器能迅速衰减弹簧的振动，使乘坐舒适，并能改善汽车的方向稳定性。正是弹簧和减振器的综合特性，确定了汽车的行驶性能和操纵性能。而传统的机械弹簧其刚度是不能变化的，即使是变刚度弹簧，其变化范围也十分有限，传统的减振器其减振力同样不能变化。因此，由这些传统元件组成的悬架不可能同时满足良好的乘坐舒适性和良好的操纵稳定性。例如，为提高汽车乘坐的舒适性，要求悬架做得比较软，以满足汽车在不平路面上行驶时车轮有较大的运动空间。但这将导致汽车在行驶过程中，由于路面的颠簸而使车身位移增大，这种位移的增大会对汽车行驶的稳定性带来十分不利影响。反之，为提高汽车操纵的稳定性，要求悬架要有较大的弹簧刚度和较大的减振器减振阻尼，以限制车身过大的运动。但这又会导致车身产生较大颠簸，从而影响汽车的乘坐舒适性和车辆行驶的平顺性。,2.半主动悬梁,半主动悬架指悬架元件中的弹簧刚度或减振器阻尼系数之一可根据需要进行调节。为减小执行元件所需的功率，主要采用调节减振器的阻尼系数法，只需提供润节控制阀、控制器和反馈调节器所消耗的较小功率。,3.主动悬架,主动悬架系统能根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号。由电子控制单元控制悬架执行机构，从而改变悬架系统的刚度、减振器的阻尼及车身高度等参数，使汽车只有良好的行驶平顺性、乘坐舒适性和操纵稳定性；目前，主动悬架主要有由电磁阀驱动的油气悬架和由步进电动机驱动的空气悬架两类。,(1)主动式油气悬架系统工作原理 油气悬架系统中的油气弹簧以气体作为弹性介质，以油液作为传力介质：在结构上，一般由气体弹簧和相当于液力减振器的液压缸组成，通过油液压缩气室中的空气实现刚度特性，通过电磁阀控制油液管路中的小孔节流实现变阻尼持性。,某轿车主动式油气悬架系统布置示意图1-微机 2-转向盘转角传感器 3-加速度传感器 4-制动压力传感器5-车速传感器 6-车身高度传感器 7-电磁阀 8-辅助油气阀9-刚度调节器 10-前油气室 11-后油气室,采用的五个基本行车状态传感器,传感器种类、安装位置和作用,(2)主动式空气悬架系统的工作原理 主动式空气悬架系统主要由空气压缩机、干燥器、排气阀、带有减振器的空气弹簧、控制微机等组成。该系统中，同样有前述五个基本传感器，所不同的是加速度传感器用于测量节气门开度。此外，车门传感器为防止行车过程中车门未关闭而设置，模式选择开关用于手动选择“软”或“硬”两种模式。,2电控悬架的原理及故障诊断,电子控制空气悬架系统的功能结构组成汽车悬架系统的故障诊断,一、电子控制空气悬架系统的功能,（1）模式变化；（2）弹簧刚度和减振阻尼控制；（3）车身（底盘）高度控制。,（1）模式变化,凌志LS400的电子控制空气悬架系统提供了悬架控制开关，给驾驶员进行选择。悬架开关由LRC（凌志乘坐控制）开关和高度控制开关组成。,LRC开关有两个位置：NORM（常规）和SPORT（运动）。NORM模式着重于乘坐舒适性，通常用于一般的行驶。SPORT模式着重于提高急转弯等情况下的车辆稳定性。高度控制开关也有两个位置：NORM（常规）和HIGH（高位）。NORM位置在一般道路上行驶时选用，HIGH位置则在不平道路上行驶时选用。,（2）弹簧刚度和减振阻尼控制,弹簧刚度和减振器减振阻尼力均由电子装置控制。弹簧刚度有“软”和“硬”两种模式，减振器减振阻尼则有“软”、“中”和“硬”三种模式。电子装置根据车速和路面的变化自动地调节悬架刚度和减振阻尼，这种控制方式共有四种：高车速控制、不平道路控制、颠动控制和跳振控制。此外，在车速或转向急剧变化时，会造成车身姿态的急剧变化，既破坏汽车乘坐的舒适性，又容易使汽车失去方向稳定性。所以，必须对车身姿态实施控制。这种控制方式共有三种：转向时的车身侧倾控制、制动时的车身“点”头控制和起步或突然加速时的车身后仰控制。,（3）车身（底盘）高度控制,根据高度控制开关所选取的模式以及汽车所处的状态，控制装置自动调整汽车的车身高度，使汽车经常处于稳定的状态。这种控制方式有三种：自动高度控制、高车速控制和点火开关关断控制。,二、结构组成,凌志LS400的电子控制空气悬架系统主要由空气弹簧和减振器总成、空气压缩机。干燥器、排气电磁阀、高度控制阀、悬架ECU、高度传感器、转向传感器、悬架控制执行器和节气门位置传感器组成。,凌志LS400的电子控制空气悬架,（一）悬架控制开关,悬架控制开关由LRC开关和高度控制开关组成。LRC开关用于选择减振器和空气弹簧的工作模式（NORMAL或SPORT）；高度控制开关用于选择所希望的车身高度（ NORMAL或HIGH）。当LRC开关和高度控制开关设在“ NORM”位置时， 12 V的电压分别加在悬架ECU的TSW端子和HSW端子；当LRC开关设在“SPORT”位置、高度控制开关设在“HIGH”位置时，悬架ECU的 TSW端子和 HSW端子的电压变为 0 V。悬架 ECU据此判断设置模式。当 LRC开关设在“SPORT”位置时，组合仪表内的LRC指示灯亮；当高度控制开关设在“HIGH”位置时，组合仪表内的另一高度控制指示灯也亮。 对于UCF20车型，由于整个悬架控制系统性能的提高而取消了LRC开关。,（二）高度控制通断开关,对于UCF10车型，此开关位于行李箱的工具储藏室内，将开关拨至OFF位置，悬架控制系统中止车辆高度控制。当车辆被举升、停在不平的路面或车辆被拖曳时，这样可避免空气弹簧中压缩空气排出，从而可防止车身高度的下降。当开关拨至OFF位置时，悬架ECU的 NSW端子接地，电压为0 V， ECU中止车辆高度控制。 当需要顶起车辆进行修理时，一定要关断这个开关。如果在这个开关位于ON位置时顶起车辆，悬架控制系统会控制压缩空气从空气弹簧中排出，当放下车辆时，车身可能会过底而损坏。对于UCF20车型，点火开关关上时，车身高度控制被中止，故此开关也不再存在。车身高度控制。,（三）制动灯开关,这开关位于制动踏板支架上，当踩下制动踏板时，开关接通。12V的电压加在悬架ECU的STP端子上，如图 35所示。悬架ECU利用这一信号判断汽车是否在制动。,（四）门控灯开关,这些开关都位于门柱上，当所有的门都关上时，所有开关都断开，蓄电池电压加在悬架ECU的DOOR端子上；当有任一个门打开时，悬架ECU的DOOR端子电压变为0 V。悬架ECU据此判断车门是打开还是关上。 对于UCF20车型，由于采用了多路传输通信系统，各车门的门控灯开关并非直接与悬架ECU相连，而是通过各车门的ECU和车身ECU，最终由车身ECU与悬架ECU发生关系，而结果则与UCF10车型相同。,（五）车速传感器,车速传感器位于变速器输出轴上，用来检测变速器输出轴的转速。车速传感器有两种形式，UCF10车型采用磁阻式，输出轴每转一圈产生20个信号，此信号可直接驱动组合仪表内的车速表，之后经组合仪表内的脉冲转换电路转换为输出轴每转一圈产生4个信号，再传送到悬架ECU。UCF20车型则采用电磁感应式，车速传感器先将信号送到发动机和变速器ECU，由后者将车速信号送到组合仪表内的车速表，并驱动车速表。车速信号再在组合仪表内转换成每转4个脉冲送至悬架 ECU。,（六）节气门位置传感器,节气门位置传感器装在节气门体上，用来检测节气门的开度。其结构如图39。发动机和变速器ECU将恒定的电压加在传感器的Vc端子上，当传感器的节气问信号触点随节气门开度在可变电阻器上滑动时，加在传感器VTA端子上的电压就与节气门开度成正比，如图11。 发动机和变速器ECU将这一代表节气门开度的信号VTA经过转换送到悬架ECU。对于UCF10车型，发动机和变速器ECU通过L1、L2和L3将节气门开度信号传送到悬架ECU，如图310；对于UCF20车型，发动机和变速器ECU只需L1便可将节气门开度信号送到悬架ECU. 如图311。,（七）发电机IC调节器,发电机IC调节器位于发动机的交流发电机内， IC调节器L端子在发动机运转时（发电机发电）为蓄电池电压，在发动机停止时（即发电机不发电）不高于 15 V。IC调节器的 L端子直接与悬架 ECU的 REG端子连接，悬架 ECU据此判断发动机是否运转。悬架ECU利用这一信号，进行如转向高度等传感器的检查和失效保护。,（八）转向传感器,转向传感器位于组合开关总成内，用于检测汽车转弯的方向和转弯的角度。转向传感器由一个信号盘（有缝圆盘）和两个遮光器组成。每个遮光器有一个发光二极管和光敏晶体管，两者相互对置，并固定在转向住管上。信号盘沿圆周开有20条光缝，它被固定在方向盘主轴上，随主轴转动而转动。 当汽车转弯时，方向盘转动，信号盘也随之转动。从ECUIG保险丝供给的电流使两个发光二极管发光。当信号盘在两个发光二极管和光敏晶体管之间通过时，从发光二极管发出的光线被交替切断和通过，光敏晶体管也就被这光线交替接通和切断。这样，三极管Tr1和Tr2就按照来自光敏晶体管的信号而发出通断信号。所以，电流按照来自光敏晶体管的通断信号从悬架ECU的SS1和SS2端子流至三极管Tr1和 Tr2.若电流流过时信号为1，电流不流过时信号为0，悬架ECU就根据这些信号的变化来检测转弯的方向和转弯的角度。,（九）高度传感器,高度传感器的作用是检测车身高度及因路面不平引起的每个悬架的位移量，并将之转换成电子信号输入到悬架ECU。高度传感器有两种形式：用于UCF10车型的光电式和用于UCF20车型的线性式。两种形式的高度传感器安装位置都相同（均装在车身上），传感器通过传感器轴外端的导杆与控制杆相连。对于前悬架，控制杆的另一端与减振器下支承相连；对于后悬架，控制杆的另一端连接到悬架下摆臂。,（十）加速度传感器,加速度传感器用来测量车身的垂直加速度。只有UCF20车型才装有加速度传感器。加速度传感器共有3个，两个前加速度传感器分别装在前左、前有高度传感器内；一个后加速度传感器装在行李箱右侧的下面。这3个加速度传感器分别检测车身的前左、前右和后右位置的垂直加速度。车身后左位置的垂直加速度则由悬架ECU从这3个加速度传感器所获得的数据推导出来。,（十一）悬架控制执行器,悬架控制执行器装在各空气弹簧和可调减振器的上方，对于UCF10车型，执行同时驱动减振器的转阀和空气弹簧的连通阀，以改变减振器的减振阻尼和空气弹簧的刚度；对于UCF20车型，执行器只驱动减振器的转阀。UCF10的悬架控制执行器是一个有3步动作的电磁阀；UCF20的则是一个有9步动作的步进电机。,（十二）可调式减振器,可调式减振器装在空气弹簧下面，与空气弹簧一起构成悬架支柱，上端与车架连接，下端装在悬架摆臂上。可调式减振器减振阻尼的改变是由流过活塞节流孔油量的变化来实现的，而油量的变化是靠改变活塞节流孔的大小来实现。以UCF10车型为例，与控制杆连成一体的转阀上有两组节流孔，活塞杆上也有两个节流孔。悬架控制执行器驱动控制杆，使转阀在活塞杆内转动，从而打开或关闭这些节流孔，使通过这些节流孔的油液量发生变化，以此来控制减振器的减振阻尼，如图319所示。节流孔A和B开合的不同组合，可得到减振器减振阻尼力的3级变化。,可调式减振器减振阻尼力变化状态如下：1、减振阻尼力为“软”。 节流孔A和B均打开，减振器油液流动。2、减振阻尼力为“中”。节流孔A，节流孔B打开，减振器油液流动。3、减振阻尼力为“硬”。节流孔A和B均关闭，减振器油液流动。UCF20车型的可调式减振器结构和工作原理与UCF10车型基本相同。但由于采用了步进电机式悬架控制执行器，减振器的减振阻尼力变化范围比UCF10大很多，减振阻尼力的变化也从3级变为连续变化。此外，UCF20的可调式减振器内增加了一个回跳弹簧。这一弹簧可有效地抑制汽车姿态的变化。如在汽车转弯时，回跳弹簧可抑制汽车内侧车轮的上升趋势；在制动时，回跳弹簧也可有效地阻止汽车后轮的上升趋势。回跳弹簧一端装在与减振器活塞杆连成一体的止动板上，另一端装在可沿活塞杆滑动的弹簧导块上，一块橡胶回跳止动块装在弹簧导块上。当回跳弹簧的止动块未触到减振器上部时，回跳弹簧不起任何作用。这种减振器就如UCF10减振器一样，使汽车保持良好的乘坐舒适性。,（十三）空气弹簧,空气弹簧安装于可调减振器上端，与可调式减振器一起构成悬架支柱，上端与车架相连接，下端装在悬架摆臂上。,（十四）空气压缩机,空气压缩机用来产生供车身高度调节所需的压缩空气。空气压缩机采用单缸活塞连杆式结构，由直流电机驱动。悬架ECU通过控制1号高度控制继电器来控制空气压缩机。当车内乘员人数或汽车载荷增加时，车身高度降低，悬架ECU控制1号高 度控制继电器，启动空气压缩机，并打开高度控制电磁阀，给空气弹簧主气室充气，使车身高度升高；当车内乘员人数或汽车载荷减少时，车身高度会 上升，这时悬架ECU打开高度控制电磁间和排气电磁阀，使空气弹簧主气室内的空气排出从而使车身下降。 此外，悬架ECU通过测量RM+和RM-端子的电压来判断电机的运行状况，并在检测到异常情况时中止高度控制。,（十五）干燥器和排气电磁阀,干燥器的作用是去除压缩空气中的水分。排气电磁阀的作用是将空气弹簧内的压缩空气排出到大气，同时还将干燥器中水分带走。干燥器内填充有硅胶做干燥剂，所吸收的水分在排气电磁阀打开时排走，所以硅胶干燥剂无需更换。空气悬架系统维修时，若需拆卸干燥器，必须密封好空气管道接口，以延长硅胶的使用寿命。排气电磁间由悬架ECU控制，当收到来自悬架ECU的SLEX端子的降低汽车高度的信号时，排气电磁阀打开，将压缩空气从空气弹簧排到大气中去。,（十六）前后高度控制电磁阀,高度控制电磁阀的作用是根据悬架ECU的控制信号控制空气悬架的充气和排气。前高度控制电磁间用于前悬架，它由两个电磁阀组成，分别控制左右空气弹簧。后高度控制电磁间用于后悬架，也是由两个电磁阀组成，与前控制电磁闹不同的是，两个电磁阀不是单独工作，而是同时工作。后高度控制电磁间中还装有一个减压阀，用来防止空气管道内压力过高。如果悬架ECU从SLFR端子流出电流，则对应的电磁阀打开，车辆左前侧高度升高或降低；如果悬架ECU让电流从SLRR和SLRL端子流出，则后高度控制电磁阀的两个电磁阀均打开，车辆后测高度升高或降低。,（十七）LRC指示灯,位于组合仪表上，这个指示灯用来指示当前减振器空气弹簧的工作模式（“NORM”或“SPORT”）。,（十八）高度控制连接器,本连接器对高度控制系统的检查和修理提供了很大方便。通过连接该连接器上的不同端子，可以不必通过悬架ECU而直接操纵压缩机电机、高度控制电磁阀和排气阀，从而控制车身高度。此外，UCF10车型的连接器还提供了清除悬架ECU中故障代码的端子。凌志LS400 UCF10车型的高度控制连接器放在后行李箱右侧。,（十九）气管,空气悬架系统一般采用钢管和尼龙软管作为空气管。钢管用于固定在车身上的前、后高度控制阀之间的固定管道；尼龙软管用于诸如空气弹簧与高度控制阀之间的有相对运动的管道。尼龙软管采用单触式接头，以方便维修和具有良好的密封性。,三、汽车悬架系统的故障诊断,汽车悬架系统的故障、特别是前悬架及操纵系统内的故障，不但影响汽车转向的稳定性和行驶平顺性。而且直接影响汽车的行驶安全。汽车悬架系统的主要故障现象有：轮胎磨损不正常、悬架发生刚性撞击、异响、车身横向歪斜、电控悬架系统有关传感相控制元件故障等、钢板弹簧波动悬架常见故障部位见图，电控空气悬架系统常见故障部位见表,(一)前悬架常见故障诊断,1前轮胎工作不正常、磨损快2前悬架发生刚性碰撞3悬架摆动并产生异响,1前轮胎工作不正常、磨损快,(1)故障原因 前轮胎工作不正常、磨损快的主要故障原因有：前悬架与体连接不牢固，各杆件接头松动；前减振器工作不正常或损坏；前转向节内车轮轴承松动或损坏；前轮不平衡量过大；制动盘与制动钳间隙过小，旋转时产生制动作用；前轮定位不准确；悬架稳定杆、前轴摆臂和转向球头的连接处松旷或衬套磨损或损坏；左、右前轮直径有差异或气压不正常。 (2)故障检查 首先检查前轮胎气压是否正常，并调整到规定值，同时检查左、右轮胎的尺寸规格是否一致；检查钢板弹簧骑马螺栓是否松动以及悬架杆系的连接螺栓、螺母是否松动；检查减振器和弹性元件是否损坏、失效；检查前轮外倾角、前束是否符合要求；上述检查若正常，则应检查转向节主销与衬套间隙、轮毂轴承间隙是否符合规定，并对前轮进行动平衡检查。,2前悬架发生刚性碰撞,(1)故障原因 钢板弹簧或螺旋弹簧产生塑性变形或损坏；减振垫，限位挡块损坏或减振器失效。 (2)故障检查 对上述涉及到的部件进行检查，特别应检查：钢板弹簧销、衬套、吊环等是否磨损过度、间隙增大；钢板弹簧或螺旋弹簧是否发生疲劳变形；螺旋弹簧或个别钢板是否折断，减振是否失效。,3悬架摆动并产生异响,(1)故障原因 导致悬架摆动并产生异响的主要原因有：前悬架杆系连接处松动或减振器上支座松动；减振动润滑不良；弹簧元件支座部分损坏、变形或前悬架杆系变形。 (2)故障检查 对采用钢板弹簧悬架的汽车，应首先在把汽车支起、钢板弹簧处于自由状况的情况下，检查钢板弹簧销、吊环支架是否间隙过大。对采用螺旋弹簧的汽车，则应检查其支座是否损伤，同时检查悬架杆系是否变形或松动。此外，还应检查减振垫的润滑情况，必要时加汗润滑脂。,(二)后悬架常见故障诊断,1 .车身横向歪斜 2 .后悬架发生刚性撞击 3 .后轮胎不正常磨损 4 .减振器失效,1.车身横向歪斜,车身产生横向歪斜的主要原因是弹簧元件(钢板弹簧或螺旋弹簧)折断或产生塑性变形，弹簧弹力下降，使其对车身的支撑高度不够。 检查时，应在汽车正常装载情况下测量钢板弹簧的弧高或螺旋弹簧的高度。,2.后悬架发生刚性撞击,后悬架经常发生刚性撞击的主要原因为：弹簧元件变形或损坏效；车辆超载等。 检查时，在排除了车辆超载原因后形或折断，减振器是否起减振作用等。,3后轮胎不正常磨损,(1)故障原因 导致后轮胎不正常磨损的主要原因有大；悬架与车体连接处松动；侧向拉杆变形或衬套损坏。 (2)故障检查 检查车轮轴承止推间隙，超过使用极限时应更换轴承；松开制动器并旋转车轮、检查车轮转动是否灵活，若轴承发响或有卡滞现象时，说明轴承损坏；检查悬架各连接部位是否松动，并按规定力矩紧固、同时检查侧向拉杆和衬套是否变形或损坏。,4减振器失效,无论是前悬架还是后悬架，减振器失效均是导致其发生故障的重要原因。减振器失效引起的故障现象为：汽车真不平路面上行驶时，车身强烈振动并连续跳动。 减振器失效故障的主要原因有：减振器连接销脱落，橡胶衬套磨损破裂；减振器油量不足或内有空气；减振器图与阀座贴合不良，密封不佳；减振器活塞与缸壁过度磨损。 检查时，应首先检查减振器连接销、连接扦、橡胶衬套连接孔是否损坏、脱焊、脱落、破裂，同时观察减振器外部有无渗漏油迹。若有渗漏痕迹，应进一步查明渗漏原因。拆下减振器并向外拉动活塞杆。若无阻力或卡滞，说明减振器失效。,（三）电子控制悬架系统的故障自诊断,电子控制悬架系统一般都没有故障自诊断系统，以监测系统的工作情况及诊断系统所出现的故障。当系统处于故障状态时，微机根据故障信息把故障以代码形式存入存储器，并通过仪表板上的“悬架系统故障指示灯”提示驾驶员：读出存储器中的故障码，可快速准确地诊断出故障类型、部位及故障原因。 读取故障码时，首先要进入故障自诊断状态，诊断并排除故障后应清除故障码。不同种类的汽车，其进人故障自诊断状态和清除故障码的方法也不相同，出此应按汽车使用说明书的要求进行操作。,以下以凌志LS400型汽车为例，介绍其电控悬架系统故障的自诊断。 1故障码的读取 读取故障码应控以下步骤进行 1)接通点火开关： 2)用跨接线连接故障码检测连接器“TDCL”或检查连接器的端子Tc与E1。 3)根据仪表板高度控制“N0RM”指示灯的闪烁情况读取故障码。,2故障码的清除 可以用以下两种方法之一清除故障码： 1)关闭点火开关，拆下1号接线盒中的ECUB熔丝10s以上 2)关闭点火开关，用跨接线把高度控制连接器的端子9与端子8连接，同时连接检查连接器的端子Tc与端子E1。保持该状态10s以L，然后接通点火开关并脱开以上各端子。,LS400型汽车悬架系统微机(ECU)连接器示意图和线路连接图,连接器各接线端子与ECU连接对象的对应关系,3 动力转向原理及故障诊断,在汽车行驶过程中，要经常改变其行驶方向。汽车转向是通道转向轮偏转一定角度来实现的。汽车按驾驶员的操纵使转向轮偏转以实现转向行驶的一移套机构，称为汽车转向系统,一、转向系统的结构,机械转向系统 分为两种 动力转向系统转向系统一般由转向操纵机构、转向传动机构和转向器三部分组成。,1机械转向系统,机械转向系统的传统统构。 转向操纵机构由转向盘、转向传动轴等组成，转向传动机构出转向拉杆和球销等组成。,2动力转向系统,动力转向系统是利用一定的动力助力方式，帮助执行转向操作的转向总成，按动力的不同可分为气力式、液力式和电力式三类。其中：液力式和电力式在现代小轿车上的应用较为广泛。动力转向系统可以在保证转向灵敏性的前提下，有效地提高转向操纵轻便性，提高响应特性，保证高速行车安全，减小转向盘的冲击。,液力式动力转向系统由动力转向器、储液罐、叶片式液压泵、进回油管及横拉杆等组成。动力转向系统在汽车上的布置见图a；图b为液力式动力转向系统工作原理示意图发动机工作时，带动叶片泵旋转，把液压油从储油罐泵入转向器阀体。动力转向器的分配阀为旋转阀，由其上装有扭杆的小齿轮、阀套及阀芯组成。阀芯上有经过磨削加工的控制槽，并通过一个销子与连在小齿轮上的扭杆相连。阀芯上端部通过花键与转向轴下端的万向节叉相连。旋转阀有四个通道，当驾驶员转动转向盘进行转向时，阀芯上控制槽接通通向助力油缸的通道，使之产生转向助力作用；而当不转向时，液压油流经阀体返回储油箱。由于阀芯下端与转向小齿轮相连，因此当转向助力失效后，小齿轮仍可带动齿条以实现汽车的机械转向。,(1)液力式动力转向系统,图a 图b,(2)电力式动力转向系统,电动动力转向是汽车动力转向的一种先进方式。近年来，由于微机在汽车上的广泛应用，通常采用微机控制功力转向系统。 电子控制动力转向系统通常由转速传感器、车速传感器、电子控制器、电动机、电磁离合器等组成。 电子控制动力转向系统以电动机作为助力源，根据转向参数和车速等，由微机完成助力控制。操纵转向盘时，装在转向盘额上的转向传感器(也称转矩传感器)不断测出转向轴上的转矩，并由此产生一个电压信号。该信号与车速信号同时输入电子控制器，由控制器上的微机根据这些输入信号进行运算处理，确定助力转矩的大小和转向，选定电动机的电流和转向。电动机转短通过电磁离合器并经减速机构减速增扭后，施加在汽车的转向机构以产生与工况相适应的转向作用力。,二、汽车转向系统常见故障诊断,1汽车转向系统常见故障现象及诊断,1.汽车转向系统常见故障现象及诊断,汽车转向常见故障类型有：转向盘自由转动量过大、转向沉重、自行自动跑偏、前轮摆振等。这些故障现象通常为综合性故障。即：其故障原因不仅限于转向系统，还与轮胎、悬架、车身、车轴等有关。,（1）转向盘自由转动量过大 根据GB72581997机动车运行安全技术条件的规定，最大设计车速大于或等于100km/h的机动车，共转向盘的最大自由转动量不得大于10 ；最大设计车速小于100km/h的机动车，则不得大于15。 1)故障原因 转向器的齿轮啮合间隙调整不当； 转向器齿轮箱安装不良。 转向器齿轮磨损。 转向轴万向节磨损。 左、右横拉杆连接处磨损。,2)故障诊断 自由转动员过大故障的诊断过程中，重点应判明故障是由转向器的原因还是由拉杆轴节磨损的原因造成。 检查故障时，架起汽车转向轮，左右转动转向盘，当用力转动时，拉杆才同步运动，说明拉杆连接处因磨损而旷量过大；如拉杆不动，又说明转向器齿轮的磨损过大。,(2)转向沉重 转向沉重故障现象表现为：操纵汽车左心转弯时，转动转向盘感到吃力，且无回正感。 根据GB72581997机动车运行安全技术条件的规定，机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的水泥或沥青道路上行驶，以10km/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子254N。,1)故障原因 转向沉重的原因与轮胎气压不足及悬架所存在的故阵有关，与转向系统有关的故障为： 齿条和小齿轮啮合间隙过小。 转向轴的轴承过紧或损环。 转向拉杆的球头销与球头座配合过紧。 转向轴万向节十字轴配合过紧。 前稳定杆变形。2)故障诊断 转向沉重的故障诊断步骤为： 首先拆下转向节臂并转动转向盘。 若仍感到转向沉重，说明转向机存在故障柱轴套严重磨损等。 若感觉不到转向沉重，应检查拉杆球头间隙是否过小、车身是否变形、前轮定位角是否满足要求等。,(3)若行自动跑偏 直行自动跑偏故障现象表现为：汽车行驶中，行驶方向自动偏向一边，不易保持直线行驶，操纵困难。 1)故障原因 直行自动跑偏的原因主要与轮胎、减振器、转向轮定位、前轮制动器等的技术状况有关主要包括： 左、右轮胎气压不一致。 前左、前右减振器弹簧刚度不一致。 车身变形或车架变形使两侧轴距不等。 转向轮定位失准。 转向轮单边制动或单边制动拖滞。 转向轮单边轮强轴承装配过紧或损坏。 转向轮某一侧的前稳定杆、下摆臂变形。 2)故障诊断 首先检查左、右转向轮气压是否符合标准及是否一致，不符合标准或不一时，应充气至标准值。 检查前稳定杆和前摆臂是否变形，减振器弹簧刚度及左方钢板弹簧变形量是否一致o 行车后检杏左、右轮殷和制动鼓的温度状况，若温度不一致，则说明高温一侧的制动器存在单边制动、制动拖滞现象或轮毅轴承装配过紧、损坏。 检查转向轴的油距和转向轮定位是否符合标准值。,(4)前轮摆振 前轮摆振故障现象表现为：汽车在某低速范围内或某高速范围内行驶时，转向轮围绕主销发生角振动： 1)故障原因 若汽车在不平坦道路上行驶，低速情况下发生摆振，主要原因为转向系统各部位配合间隙过大及转向轮定位失准。 汽车高速行驶时发生转向轮摆振，一般为车轮不平衡。 2)故障诊断 出现转向轮摆振故障时，应首先检查转向系统各部件的配合间隙并加以排除；在此基础上，对转向轮定位进行检测和调整；若仍存在摆振现象，则应对转向轮进行动平衡检测和校正。,液力式动力转向系统的主要故障现象有转向沉重、不稳定及油压低、漏油、异响等。,2液力式动力转向系统故障诊断,(1)故障原因 1)转向沉重故障原因 液压油不足，混入空气。 液压泵传动带松旷。 液压泵技术状况不良，不能产生正常油压。 液压系统中有漏油现象。 转向器内存在故障。 转向轮定位失准。 转向拉杆球关节润滑不良。 转向轮气压不足。 2)漏油故障原因 液压管路接头松动 液压油管损伤。 3)异响原因 液压油不足。 液压泵传动带打滑 液压泵内部机件磨损， 转向器内部齿轮磨损。,(2)故障诊断 在液力式动力转向系统的故障诊断过程中，在排除了机械机构的故障原因后、应主要对液力系统进行检查。主要步骤为： 对液压泵传动带的松紧度进行检查。 工作油温检查：发动机怠速运转，左、右转动转向盘数次，检查