车辆工程技术
46维修驾驶
0　前言
汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。机械转向系统是依靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向；动力转向系统则是在驾驶员的控制下，借助于汽车发动机产生的液体压力或电动机驱动力来实现车轮转向。所以动力转向系统也称为转向动力放大装置。随着工程作业的日趋繁重和生产率的不断提高，使得工程机械的重量和操作速度亦相应提高，这就要求转向系统能克服更大的转向阻力矩和相应提高转向速度，而人力转向是远远不够的，这就使得全液压转向系统在工程机械方面的推广应用得到发展，因为这不仅改善了驾驶员的劳动条件，提高了生产率，同时也提高了行驶的安全性。
1　现况概述
汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。机械转向系统是依靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向；动力转向系统则是在驾驶员的控制下，借助于汽车发动机产生的液体压力或电动机驱动力来实现车轮转向。所以动力转向系统也称为转向动力放大装置。
动力转向系统由于使转向操纵灵活、轻便，在设计汽车时对转向器结构形式的选择灵活性增大，能吸收路面对前轮产生的冲击等优点，因此已在各国的汽车制造中普遍采用。但是，具有固定放大倍率的动力转向系统的主要缺点是：如果所设计的固定放大倍率的动力转向系统是为了减小汽车在停车或低速行驶状态下转动转向盘的力，则当汽车以高速行驶时，这一固定放大倍率的动力转向系统会使转动转向盘的力显得太小，不利于对高速行驶的汽车进行方向控制；反之，如果所设计的固定放大倍率的动力转向系统是为了增加汽车在高速行驶时的转向力，则当汽车停驶或低速行驶时，转动转向盘就会显得非常吃力。电子控制技术在汽车动力转向系统的应用，使汽车的驾驶性能达到令人满意的程度。电子控制动力转向系统在低速行驶时可使转向轻便、灵活；当汽车在中高速区域转向时，又能保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感，从而提高了高速行驶的操纵稳定性。
电子控制动力转向系统（简称EPS-Electronic Control Power Steering），根据动力源不同又可分为液压式电子控制动力转向系统（液压式EPS）和电动式电子控制动力转向系统（电动式EPS）。液压式EPS是在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等，电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低速时的转向助力要求。电动式EPS是利用直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机扭矩的大小和方向。电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。
2　动力转向系的基本结构2.1　结构组成
在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成。转向加力装置是由机械转向器、转向动力缸和转向控制阀三大部分组成。2.2　液压动力转向系的工作过程
当驾驶员逆时针方向转动转向盘时，转向摇臂将拉动转向直拉杆向前运动。转向直拉杆的拉力作用下实现机械转向，这时汽车将向左转向．与此同时，转向直拉杆还带动了转向控制阀中的滑阀移动，使转向动力缸的右腔接通转向油泵的出油口，右腔通过转向控制阀与转向油罐接通，转向动力缸的活塞所受的向右的液压作用力便经其推杆也作用在转向横拉杆上。由于液压作用力较大，便在很大程度上减轻了驾驶员的操纵力。
3　液压动力转向系的工作原理
3.1　结构
由转向油缸、转向油泵、储能器、转向动力缸、转向控制阀和机械转向器组成。
3.2　工作过程
转向油泵在发动机带动下运转，输出的压力油充入储能器。当储能器压力达到规定值时，油泵自动卸
荷空转。转向控制阀常处于关闭状态，当驾驶员转动转向盘时，机械转向器通过转向摇臂等杆件推动转向控制阀进入开启位置，储能器中的压力油流入转向动力缸，通过动力缸推杆输出的液压作用力作用在转向传动机构上。
转向盘一停止转动，转向控制阀随即回到关闭位置。
综上所述，无论转向盘处于什么位置，无论运动还是静止，液压
系统工作管路中总是保持高压。
图1
3.3　常流式液压动力转向系
3.3.1　结构
主要由转向油罐、转向油泵、安全阀、流量控制阀、单向阀、转向控制阀、机械转向器和转向压力缸组成。
（1）转向控制阀：有滑阀式和转阀式两种。滑阀式：阀体沿轴向移动来控制油液流量的转向控制阀；转阀式：阀体绕其圆心转动来控制油液流量转向控制阀。
（2）安全阀限制油泵输出的最大压力。
液压动力转向系统常见故障诊断与维修
刘　勋
（江苏省无锡开放大学 俱进驾校，江苏 无锡 214000）
摘　要：随着科学技术的不断发展，动力转向装置在各种车型中的应用越来越广泛。它不但能够提高驾驶员驾驶汽车的舒适性，减轻工作强度，还提高了汽车行驶的安全性。现东风汽车公司生产的轻、中、重型载货汽车基本上都已采用了动力转向装置，转向油泵的配置大都采用性能稳定、流量均匀的叶片泵，虽然不同车型所采用的转向叶片泵型号不相同，但转向叶片泵的工作原理和故障迹象基本相同。为使用户能够正确使用、维护所驾车型的动力转向泊泵，以东风重型载货汽车EQ1141G车型使用的双作用式YB型转向叶片泵为例，对其作简要介绍，并对可能出现的故障进行分析，提出具体排除故障的方法。
关键词：汽车；液压转向系统；检测；维修
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（3）流量控制阀：用以限定转向油泵的最大流量，流量控制阀和安全阀一般制作在油泵内。
（4）单向阀：在加力装置正常的情况下关闭。在加力装置失效时开启，使油罐中的油液流入动力腔的吸油侧，也叫短路阀。3.3.2　工作过程
转向控制阀经常处于开启位置。
汽车回油管转向动力缸的活塞两端工作腔均与低压回油管路相通而不起作用，转向油泵输出的油液流入转向控制阀后又流回转向油罐，回流阻力很小，所以油泵输出压力很低，处于空转状态。当驾驶员转动转向盘时，机械转向器使转向控制阀处于工作位置，转向动力缸的相应工作腔与回油路隔绝，转而与油泵输出管路相通，动力腔另一侧仍然与回油管路相通。转向阻力大于油管压力，油泵输出的油压迅速升高，直到推动转向动力缸活塞为止。转向盘停止转动，转向控制阀随即回
到中立位置。
图2
4　原因及诊断
压式动力转向系统的故障除传统转向系统的故障外，常见的主要原因有液压传动部分泄漏、渗入空气，转向油泵不良，控制阀失效等引起的转向沉重、行驶跑偏等。由于影响汽车转向效能的因素很多，若想出汽车故障的确切原因，从而避免不必要的检测和修理，就必须采用正确的诊断方法。
诊断过程第一步就是全面观察(目测)，记下所有不正常的情况，譬如轮胎气压，传动带，油管等，要特别注意转向传动机构，大多数情况下，车主较少担心转向器和转向油泵出问题。
使发动机怠速运转2-3min，先将方向盘在两极限位置之间转动数次，再检查油罐中的液面高度，这样可使油液温度上升至正常工作状态，从而使读数更加准确。仔细检查油液状态，看是否有固体颗粒和水等杂质混入，发现上述一种情况或发现油液有焦灼味，应先用油液冲洗转向系后再进行维修。
如果在目测中发现缺陷，路试之前先不要理会，否则会改变车况，并使最后的诊断变得更加困难。当然，若是转向传动机构有故障或存在会使行车发生事故的情况除外。观察完毕后，要进行路试，以进一步确诊。路试后若发现问题，还须进行某些测试，以便出确切原因，否则会导致误诊和进行不必要的零件更换。另外，要遵循维修手册上的规定，只靠猜测不能得出正确的结论。
5　转型沉重或主力不足
现象：操作方向盘时感觉沉重，转向助力不足或方向盘转不动。原因：油泵皮带松动；储油罐液面低；转向器与转向柱没有对正；各连接处松动；轮胎充气不当；流量控制阀卡住；油泵输出压力不够；油泵内泄漏过大；转向器内泄漏过大。诊断：按规定调整油泵皮带张力；加油至规定油面高度，如油面过低，检查所有管路和接头，拧紧松动的接头；对正转向器和转向柱，松开夹紧螺栓，正确地装配；按规定压力给轮胎充气；进行油压试验，或对整个动力转向系统进行测试。
典型案例：一辆东风EQ1141G 型汽车，维修时拆检了转向器，出厂后发现转向盘变得沉重。
检查轮胎气压是否严重不足，检查横直拉杆及转向节臂是否装配过紧，检查前轮定位是否异常，检查油管是否扭曲、弯度过大或直径过小，检查转向油泵皮带是否打滑，检查储油罐液面是否正常，上述检查均未发现异常，判断故障可能出现在转向器上，应对其进行压力
测试或拆检。
图3
EQ1141G 型装用的IPS 系列整体式动力转向器，该转向器由循环球式转向器把转向器壳体分成前、后两个动力缸，由旋转式控制阀控制油液的流动方向。
用液压试验检查转向器内泄漏的方法：先在油压管路的适当位置安装一只流量计、一只压力表和一只截止阀，并在储油罐中放置一个温度计，如图3所示。起动发动机，预热液压系统。调节截止阀直至压力读数为6.9MPa。当温度由51.7-57.2度时，打开截止阀，预热完毕。检查时，在转向位的限位螺钉和限位凸台之间垫上一块未淬硬的钢板，其厚度约为25mm，长度以保证全为准。转动方向盘，直至限位螺钉和限位凸台的底面接触钢制。
垫块，每次以89N 的力将方向盘打到底。时间不超过5s，以免损坏油泵。此时压力表的读数应为油泵的溢流压力。流量计上的读数就是内泄漏值。内泄漏值应小于1.5L/min，若内泄漏值超过这个值则必须对转向器总成进行解体修理。
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