瑞风2《装备维修技术》2021年第10期
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汽车电动助力转向系统故障诊断与维修
覃文周
(北海职业学院机电工程系,广西壮族自治区 北海 536000)
汽车电动助力转向系统,也叫EPS,它是利用电动机所产生的动力来帮助驾驶员对汽车进行转向的一种装置。与传统的转向系统相比它具有质量轻、节约能源、装配灵活、结构简单、易于维护保养,易与不同车型相匹配等优点。转向系统的优劣,直接关系到汽车行驶过程中的安全性。 一、汽车电动助力转向系统的组成及工作原理
汽车电动助力转向系统一般是由电动机、扭矩传感器、车速传感器、电控单元(ECU)、减速机构等组成如图1所示。汽车电动助力转向系统的工作原理是按照“传感器→控制器→执行器”的基本原理对汽车转向系统进行控制,当汽车要转向时,扭矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小变成电信号传给电子控制单元,车速传感器把检测到的车速信号也传给电子控制单元,电子控制单元根据车速传感器和扭矩传感器所给的信号计算、确定电动机旋转的方向与电流的大小,电动机得到了电子控制单元发来的指令后按照指令工作,从而完成了对汽车转向系统的电动助
力。
图1  汽车电动助力转向系统的组成 二、汽车电动助力转向系统的常见故障 汽车电动助力转向系统常见的故障一般有两类,一类是无助力,另一类是误助力。 汽车电动助力转向系统无助力是指当驾驶员想要转向需要提供助力的时候汽车电动助力转向系统没有提供助力。根据汽车电动助力转向系统的结
构与工作原理,无助力现象只可能由下列几个原因造成:一,电动机驱动电路失效;二,离合器失效断开;三,蜗轮蜗杆疲劳失效;四,直流电机故障;五,ECU 控制系统产生故障。汽车电动助力转向系统误助力是指当驾驶员不想转向,不需要提供助力的时候汽车电动助力转向系统却主动提供助力。出现误助力的原因主要有以下几种情况:一,传感器失效,信号输出错误;二,故障离合器不能正确断开;三,ECU 内部控制策略
软件出错或者硬件失效。据统计,误助力与无助力相比,误助力出现的故障概率较低。此外转向时力矩不均、转向时有异响也是常遇到的故障。 三、汽车电动助力转向系统的故障诊断维修
EPS 出现故障后,在维修前,维修技术人员应首先检查分析车辆的具体情况,进行初步检查,然后开始检查主要部位。
3.1 机械部分故障检修
第一,转向盘。转向盘是用来操纵汽车行驶方向的装置,通过控制转向轮,实现车辆的转向。转向盘出现故障,会影响到EPS 性能,其故障症状主要表现为转向盘松动。转向盘松动的起因有多种,转向盘固定螺母的松动或损坏、中间轴万向节的磨损、转向盘花键套的磨损等都会使得转向盘产生松动,在EPS 故障诊断中,应注意转向盘的松紧情况,若发生转向盘的松动故障,应根据故障现象到故障松动点,根据部件的损坏情况进行修复或者更换。
第二,转向管柱。转向柱管可传递扭矩、吸收汽车撞击时的
能量。在EPS 中,转向管柱倾角调节功能不正常也是重要故障。对于此类故障主要是检查转向管柱倾斜锁止块是否卡住、倾斜弹簧是否损坏、总成倾斜枢轴是否锈蚀或损坏。如果出现上述故障现象,说明转向管柱倾角调节功能不正常,需要对相应的部件或者转向管柱进行更换。
第三,电动助力转向管柱总成。电动助力转向管柱总成是否松动和电动助力转向管柱内是否有异响是检查的重点。系统工作时,若电动助力转向管柱总成松动或有异响,必须及时到松动部位或者产生异响的部位,并对故障部位进行维修更换。部分维修操作会影响安全气囊系统。维修转向管柱前,需学习安全气囊系统的注意事项。 3.2 EPS 系统自诊断及故障排除 EPS 系统具有自我诊断的功能,当EPS 系统发生故障时,用故障诊断仪可读取故障码及故障类型,然后根据故障类型对故障进行故障分析和故障排除。诊断的步骤是:一键启动汽车,使得EPS 系统处于通电状态,电控单元开始对内部的各个模块进行自诊断。
自诊断正常情况下,EPS 指示灯会自行熄灭,若有故障,EPS 指示灯会保持常亮。EPS 系统可对电控单元、电机、传感器等进行系统的自检,并通过诊断仪提示故障。若EPS 系统中同时出现的多个故障,自诊断的结果也会在诊断仪中显示。值得注意的是,把故障清除之后,应将故障码也一起清除。
吉林汽车第一,电控单元。电控单元是EPS 系统的核心部件,他主要的作用是接收传感器信号,发出指令给电
机。若诊断仪提示是ECU 故障,先测蓄电池电压,若蓄电池电压正常,再测ECU 输出信号的电压,确定电压是否符合标准值,不符合,则说明电控单元故障,需更换。
第二,传感器。在ESP 系统,有扭矩传感器和车速传感器。扭矩传感器的工作原理是通过主、副扭矩作为输出回路。在用诊
断仪诊断中,当电路异常时,判定转矩传感器有故障。由于电源电路
会影响主、副扭矩的信号,所以在故障诊断时,主要通过测量电压
是否在规定的范围值来判断扭矩传感器的好坏。对于车速传感器,它是根据车速大小产生成比例的频率信号,其故障诊断主要是通
金龙客车报价过测量车速传感器接线端之间的电阻,看是否在标准值范围,若不在,则有故障。若传感器有故障则主要是通过更换传感器进行维修。 第三,电机。电机作为助力转向的执行器,它是由电流控制,电控单元会根据检测到的电机电流来判断电机是否有故障,并可以通过诊断仪显示。若电机有故障,维修时也可用万用表对电机的端子进行检测,若不导通,则电机存在故障。对有故障的电机,要保证系统正常工作则需对电机进行维修或者更换。 四、结语
金秀贤亮相北京车展汽车电动助力转向系统依靠电动机提供辅助扭矩,与其他转向系统相比更加节能,稳定性更好,符合
当前社会发展的理念。EPS 系统由于自身的优势,在汽车行业得到广泛应用。本文主要对
汽车电动助力转向系统进行故障形式分析,并提出电动助力转向系统故障诊断与维修方法,为转向系统的常见故障诊断与排除奠定了基础。
参考文献
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作者简介:
覃文周,1992.01,男,汉族;广西宾阳人;本科;助理工程师;研究方向:汽车电子控制技术