汽车转向系统原理及故障排除方法分析

方景灿

摘 要：作为组建一辆汽车过程中最重要最不可或缺的几大系统之一，汽车的转向系统一直以来都是各大汽车制造商优化升级的重要系统。汽车的转向系统可以直接影响到驾驶员的驾驶体验，并且转向系统对于汽车的安全行驶具有重要的意义。根据对于多项交通事故的调查与分析，因为汽车的转向系统出现故障导致的事故不在少数。据此，对一般通用汽车的转向原理进行了分析，同时对于汽车转向系统的故障排除进行了研究。在车辆普及化，高速化以及交通事故频发的当下，对于汽车本身转向系统运行原理的分析与研究排除故障的方法，对于减少交通事故发生的概率有重要的意义。

关键词：汽车 转向系统 故障排除

Analysis of Principles and Troubleshooting Methods of Automobile Steering System

Fang Jingcan

Abstract：As one of the most important and indispensable systems in the process of building a car， the steering system of a car has always been an important system optimized and upgraded by major car manufacturers. The steering system of a car can directly affect the driving experience of the driver， and the steering system is of great significance to the safe driving of the car. According to the investigation and analysis of a number of traffic accidents， many accidents are caused by the failure of the car's steering system. Based on this， the steering principle of general GM cars is analyzed， and the troubleshooting of the car steering system is also studied. At the time when vehicles are popularized， high-speed， and traffic accidents are frequent， the analysis of the operating principles of the steering system of the car itself and the study of troubleshooting methods are of great significance to reducing the probability of traffic accidents.

Key words：automobile， steering system， troubleshooting

1 引言

当今社会，人们的出行工具已经基本完成了从自行车到小汽车的巨大转变。汽车为人们的出行提供了许多的方便，但也出现了一些问题，随着汽车数量的增加，交通事故的发生频率也在逐渐增加。许多驾驶员因为没有专业的汽车知识，导致在发生事故时不懂得如何自救，失去了自己宝贵的生命。如果掌握一定的汽车运行原理，在事故发生时成功逃生的概率就会大大增加。研究表明，超过十分之一的交通事故是由于车辆本身存在的问题导致的;在发生车祸后，超过一半的逝者是由于不清楚车辆的运行原理与基本构造，导致无法及时自救，错过了生还的宝贵机会。针对这一社会问题，对汽车的转向系统和故障排除的相关知识进行研究，可以大大减小发生交通事故的概率，增加成功逃生的机会。

2 转向系统

转向系统是指专门被用来改变或保持汽车正常行驶或后退方向的一系列专设工作装置。

2.1 转向系统的基本构成

目前，汽车的转向系统正处于机压助力转向，电液助力转向两种转向系统向电动助力转向系统发展的过渡阶段。传统机械转向系统主要由操纵机构，转向器和转向传动机构组成。操纵机构主要是由汽车方向盘，主转向轴，转向柱和一些起支撑作用的器件构成。转向器主要是作为一类部件，根据其不同的分类可以分为蜗杆曲柄指销式，齿轮齿条式与循环球式三种。转向器一方面可以将转向力放大，另一方面可以將方向盘上的转动力转为转向摇臂的规则摆动或转为齿条轴的直线式规则运动。转向器固定在汽车上，其操纵力可通过本身的功能改变汽车传动方向。转向传动机构起到汽车转向系统的媒介功能，将转向器输出的转动力通过自身的媒介功能传输给车轮，使车轮根据上方传来的力进行相对应的方向偏转。

2.2 转向系统的工作原理

汽车转向系统分为机械式液压助力转向，电子液压助力转向和未来将要应用的电动助力转向。下面对这三类液压转向系统进行分析。

（1）传统型机械式液压助力转向系统在汽车开发领域已经逐渐边缘化。这类系统由液压泵，压力控制阀，传动皮带等常规构成部件组成，在实际的运行过程中有许多弊端。主要令人诟病的是它的不必要的能耗。机械式液压助力转向系统主要由管路，油缸和液压泵等部件组成，为了保持相对恒定的压力，设计原理主观忽略了主轴的转向需求，不论是否转向，系统的助力始终保持持续性恒定。这种持续性的工作状态，对于能源不必要的消耗是惊人的。并且在汽车转速较低时，液压泵输出的功率必须变大才能正常运行，造成了能源的不必要浪费。液压泵本身的压力巨大，也易造成助力系统的损坏。当前的汽车市场中，还有许多经济型轿车在应用此类转向系统。

（2）电子液压助力转向系统并没有彻底解决机械式液压系统的诟病，但在原有的系统上有进一步的升级，可以大大减少不必要的能源的消耗。电子液压助力转向系统与机械式系统的构件相比变化不大，主要增加了电动泵，助力转向传感器等，拿下了传统的V型转动皮带，其中转向控制与电动泵整合为一个结构。电子液压系统相对机械式系统有了技术上的进步和突破，相对解决了机械式系统的低速转向打方向吃力的现象，同时缩减了不必要的能耗。电子液压系统工作时，不再依靠皮带进行驱动，而是使用效率较高的电动泵。在电子液压系统内部，主要依靠电子控制单元进行车辆的行驶速度，方向，转向角度等数据计算车辆在不同行车状态下系统内部优化后的能源供给速率，单位等。电动泵与电子控制单元的相互传动，构成了更为优化的电子液压助力系统。这套系统解决了机械式转向系统在低速大方向转向时转动吃力，能源消耗过大的问题;同时当汽车在高速行驶状态下，液压控制单元驱动液压泵降低自身的运转速度，既不会对高速转弯的行驶状态造成影响，又能够最大限度地节省不必要消耗的能源。

（3）EPS，中文名电动助力转向系统，是汽车转向系统未来的发展方向，也是未来一段时间将要大力推广的汽车转向系统。电动助力转向系统解决了机械式助力系统与电子助力系统的最大缺陷，可以在最大限度内节省超过百分之五十的能耗。电动助力转向系统是利用电动机自身运行产生的动力协助驾驶员进行转向工作。在构件上，电动助力系统将电子液压系统使用的助力转向传感器换成了转矩传感器，增加了更为先进的减速器和机械转向器等部件。在车辆运行时，转矩传感器将转向盘的力矩和转向方向通过数据向电子控制单元进行传输，电子控制单元依据力矩，方向等数据自动生成相对应的下一级指令，并向电动机控制器进行输出，产生助力转向。电动助力转向系统最大的亮点是当驾驶员不转向，系统在没有接收到转向信号时不会工作，处于休眠状态随时启动，最大限度地节省了汽车运行的能耗。

3 转向系统故障排除

3.1 转向吃力

转向吃力的问题通常发生在机械式液压助力转向系统中，在电子液压助力转向和电动助力转向系统中发生较少。通常表现为在转向时方向盘沉重，转向盘转动力值大于30N。发生此类情况时，应首先检查车辆是否缺油，转向皮带是否正常，系统内是否进入空气。车辆缺油和皮带打滑均会导致转向助力泵不能正常工作;系统进入空气会因其压缩原理致使系统不能起到助力作用。故障排除方法分别为加油，更换皮带，排出空气，系统可恢复正常。若以上都没问题，转向故障尚未解决，应在节流阀与压力控制阀全部打开的状态下测量车辆怠速时静态油压，若小于等于1500kPa，则向油泵没问题。检查转向器与油泵之间的输油管路是否正常。测量怠速情况下油泵卸荷压力，若压力较低，检查油量阀门是否正常。若以上都没问题，则检查转向盘动力，左右差值应不应大于2，9N，若大于，检查油缸管线。如果数值在允许范围值内，检查齿条轴，齿条导向螺塞，转向控制阀是否正常。

3.2 转向角度最大时出现振动

检查动力转向器是否故障，检查导向螺塞调整问题，若正常，则检查驱动皮带是否打滑，及时进行更换。

3.3 转向回跳

转向回跳是在车辆进行转向时，方向盘有回跳现象。首先在关闭两阀（压力控制阀，节流阀）的情况下测量油泵压力值，若超过500kPa，则检查流量控制阀是否异常。可采取更换转向油泵的方式进行处理。

3.4 操作不稳，转向有延迟

主要体现为方向盘转动出现死区，直线行驶时汽车不稳定。首先检查导向螺塞并适当进行微调;其次检查传送带是否异常，视情况进行更换;再次检查是否却缺油，系统内部是否进入空气导致异常。并及时对油罐进行加油，排除空气。

3.5 动力转向系统出现异常噪音

主要体现为在车辆的正常行驶过程中车辆转向系统出现异常噪音。故障处理方法：首先拆卸油泵传送带观察情况，若仍存在噪音，则确定是变矩器或油泵工作情况异常。其次若无问题，则检查噪音是否来源于油液脉动，属于正常现象。最后，检查高压软管是否出现摩擦破损现象，若存在，则进行二次固定或更换并调整位置。

3.6 漏油

转向系统外部出现漏油现象。首先检查转向系统独立油罐，检查转向器，油泵，油管及其接头处是否出现异常现象。根据漏油处进行相应的更换设备，二次紧固等方式进行妥善处理。

3.7 动力转向系统出现震颤声

首先检查向轴是否出现大小幅度的摆动，若有问题及时更换;其次检查导线螺塞是否调整适中;再次若震颤声只在车辆运行过程中出现，在熄火时转动方向盘出现声音属于正常现象。最后，检查横拉杆，球头销是否出现松旷现象，横拉杆，球头销的固定需要定期检查，若松动，则进行二次加固或更换部件。

4 结语

掌握汽车构造的基本知识，了解汽车子系统运行的基本原理，熟悉系统中各个零部件的作用，拥有能够独立解决汽车故障的能力，是每一个驾驶员都应该具备的基本素质。对于汽车转向系统原理与故障排除方法的分析，有助于提高驾驶员的应急事故处理能力，也为转向系统的研发创新提供了有力的参考。

参考文献：

[1]王曉刚.浅谈汽车转向系统原理及故障排除[J].黑龙江科技信息，2012（08）：41.

[2]于树彬，刘建勋.液压助力转向系统工作原理、故障诊断与排除[J].山东冶金，2002（04）：41-43.