项目十四 动力转向系的检查Word下载.docx

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以及桑塔纳2000Gsi轿车、各种类型转向器

【任务一：

动力转向系的认知】

1.转向系的功用

转向系的功用是改变和保持汽车的行驶方向。

转向系的好坏直接关系到汽车行驶的操纵性和安全性，它除了能改变汽车的行驶方向外还可以把路面作用在转向轮上的力矩反映给驾驶员，方便驾驶员了解路况。

2.转向系的分类、组成及工作过程

汽车转向系按转向动力源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。

（1）机械转向系

机械转向系以驾驶员的体力作为转向动力源。

机械转向系由转向操纵机构、转向传动机构和转向器三大部分组成，其一般布置情况如图14-1所示。

图14-1转向系整体结构

汽车转向时，驾驶员转动转向盘，通过转向轴、万向节和转向传动轴，将转向力矩输入转向器。

从转向盘到转向传动轴这一系列部件即属于转向操纵机构。

转向器中有1-2级啮合传动副，具有减速增力作用。

经转向器减速后的运动和增大后的力矩传到转向摇臂，再通过转向直拉杆传给固定于左转向节上的转向摇臂，使左转向节及安装于其上的左转向轮绕主销偏转。

左右梯形臂的一端分别固定在左右转向节上，另一端则与转向横拉杆作球铰链连接。

当左转向节偏转时，经梯形臂1和梯形臂2的传递，右转向节及装于其上的右转向轮随之绕主销同向偏转相应的角度。

转向摇臂、转向横拉杆、转向节臂、梯形臂和转向横拉杆总称为转向传动机构。

梯形臂以及转向横拉杆和前轴构成转向梯形，其作用是在汽车转向时，使内、外转向轮按一定的规律进行偏转。

①转向器的功用、类型

转向器是转向系中的减速增力传动装置，其功用是增大由转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。

转向器的种类很多，一般是按转向器中传动副的结构形式分类。

目前应用较广泛的有蜗杆曲柄指销式、循环球式和齿轮齿条式等几种，目前轿车上大多采用齿轮齿条式转向器。

图14-2循环球式转向器

图14-3蜗杆曲柄指销式转向器

图14-4齿轮齿条式转向器

②转向操纵机构

转向操纵机构一般由转向盘、转向轴、转向柱管、万向节及传动轴等组成。

③转向传动机构的功用、分类及组成

转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传给转向轮，使两侧转向轮按照各自的需要偏转一定的角度以实现汽车转向。

转向传动机构的构造根据与之配用的是独立悬架或非独立悬架而有所不同。

一般由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、两个梯形臂和转向横拉杆等组成。

（2）动力转向系

1）动力转向系的基本认知、分类及发展史

动力转向系是兼用驾驶员体力和发动机动力作为转向动力源的转向系。

动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套转向加力器而构成的。

转向系统的分类及发展

在汽车的发展历程中，转向系统经历了四个发展阶段：

从最初的机械式转向系统（ManualSteering，简称MS）发展为液压助力转向系统（HydraulicPowerSteering，简称HPS），然后又出现了电控液压助力转向系统（ElectroHydraulicPowerSteering，简称EHPS）和电动助力转向系统（ElectricPowerSteering，简称EPS）。

2）液压式动力转向系的组成

①组成

图14-5所示为一种液压式动力转向系示意图。

其中，除传统的机械转向系所需部件外，增加了转向油罐、动力转向液、转向控制阀和转向动力缸等转向加力器的各部件。

图14-5液压式动力转向系示意图

②优缺点：

装配机械式转向系统的汽车，在泊车和低速行驶时驾驶员的转向操纵负担过于沉重，为了解决这个问题，美国GM公司在20世纪50年代率先在轿车上采用了液压助力转向系统。

但是，液压助力转向系统无法兼顾车辆低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性。

3）电控液压动力转向系统

图14-6为电控液压助力转向系统，其主要组成部分有储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等，其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。

图14-6电控液压动力转向系示意图

②优缺点

1983年日本Koyo公司推出了具备车速感应功能的电控液压助力转向系统电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。

这种新型的转向系统可以随着车速的升高提供逐渐减小的转向助力，但是结构复杂、造价较高，而且无法克服液压系统自身所具有的许多缺点，是一种介于液压助力转向和电动助力转向之间的过渡产品。

4）电动动力转向系的组成及工作原理

电动助力转向系统的关键技术主要包括硬件和软件两个方面。

　　硬件技术主要涉及传感器、ECU和电机。

传感器是整个系统的信号源，其精度和可靠性十分重要。

电机是整个系统的执行器，电机性能好坏决定了系统的表现。

ECU是整个系统的运算中心，因此ECU的性能和可靠性至关重要。

软件技术主要包括控制策略和故障诊断与保护程序两个部分。

控制策略用来决定电机的目标电流，并跟踪该电流，使得电机输出相应的助力矩。

故障诊断与保护程序用来监控系统的运行，并在必要时发出警报和实施一定的保护措施。

图14-7电动动力转向系示意图

②工作原理

电助力转向系统的工作原理如下：

首先，转矩传感器测出驾驶员施加在转向盘上的操纵力矩，车速传感器测出车辆当前的行驶速度，然后将这两个信号传递给ECU；

ECU根据内置的控制策略，计算出理想的目标助力力矩，转化为电流指令给电机；

然后，电机产生的助力力矩经减速机构放大作用在机械式转向系统上，和驾驶员的操纵力矩一起克服转向阻力矩，实现车辆的转向，如图12-7所示。

③优缺点

1988年，日本Suzuki公司首先在小型轿车Cervo上配备了Koyo公司研发的转向柱助力式电动助力转向系统；

1990年，日本Honda公司也在运动型轿车NSX上采用了自主研发的齿条助力式电动助力转向系统，从此揭开了电动助力转向在汽车上应用的历史。

采用动力转向系的各汽车，在正常情况下转向时，驾驶员操纵机械转向系一方面提供转向所需的一小部分能量，另一方面则同时带动转向加力器工作，由发动机通过转向加力器提供转向所需的大部分能量。

在转向加力器失效时，一般还能由驾驶员独立承担汽车转向任务。

3.转向系角传动比、转向时车轮运动规律

（1）转向系角传动比

转向盘的转角与安装在转向盘同侧的转向车轮偏转角的比值，称为转向系角传动比。

（2）转向时车轮运动规律

汽车转向时，内侧车轮和外侧车轮滚过的距离是不相等的。

对于一般汽车而言，后桥左右两侧的驱动轮由于差速器的作用，能够以不同的转速滚过不同的距离。

但前桥左右两侧的转向轮要滚过不同的距离，必然引起车轮沿路面边滚动边滑动，致使转向时的行驶阻力增大，轮胎磨损增加。

为了避免这种现象，要求转向系能保证在汽车转向时，所有车轮均作纯滚动，显然，这只有在转向时，所有车轮的轴线都交于一点O方能实现（如图14-8所示），这个交点O称为汽车的转向中心。

图14-8转向时汽车车轮运动规律

由图中我们可以看出，转向时，内侧车轮的偏转角度比外侧的车轮倾斜角度要大，这是靠转向梯形机构来实现的。

但是目前汽车上使用的转向梯形机构还不能够做到2个转向轮在转向时纯滚动，而只能做到在一定的车轮偏转范围内，使两侧车轮大概接近纯滚动。

从偏转中心O到外侧转向轮与地面接触点的距离R称为汽车转弯半径。

转弯半径越小，则汽车转向所需场地就越小，汽车的机动性也越好。

【任务二：

电动动力转向系的常规检查】

动力转向系统注意事项：

丰田卡罗拉汽车配备有SRS（辅助约束系统）,如气囊。

如果未能按正确顺序执行维修操作，可能会导致SRS在维修过程中意外展开，这有可能造成严重事故。

维修（包括检查、更换、拆卸或安装零件）前，一定要阅读辅助约束系统的注意事项。

电动机动力转向零部件的拆卸、安装和更换注意事项

拆下和安装动力转向机总成时，一定要将前轮对准正前位置，

如果断开转向滑叉分总成和动力转向机总成的小齿轮轴，则在开始操作前一定要做好装配标记。

更换转向柱总成或动力转向ECU后，校正转距传感器零点。

1.方向盘自由行程的检查

首先将汽车停在正确位置，并保证汽车车轮正对前方，向左和向右慢慢转动方向盘，检查方向盘的的自由行程，最大自由行程：

30mm（1.18in）如图14-9、14-10

图14-9钢尺靠近方向盘但是不接触

图14-10转动方向盘查看方向盘自由行程

2.扭矩传感器校零

注意：

出现以下任一情况时，执行扭矩传感器零点校正

转向柱总成（包括扭矩传感器）已更换

动力转向ECU已更换

左右转向力矩有差异

（1）检查有无DTC

如果储存了DTCC1516（扭矩传感器零点调整未完成），则不能校正扭矩传感器零点，开始校正前清除该DTC,如果输出C1516以外的DTC，参见“诊断故障码表”，如图14-11所示。

图14-11使用智能检测仪检测有无故障码

（2）预先校正检查

将点火开关置于OFF位置

断开E32动力转向ECU连接器

将点火开关置于ON（IG）位置

测量E32的6号端子（IG）和车身搭铁之间的电压（标准电压为11-14V），如果测量值为9V或更低，则不能执行校正，需对蓄电池进行充电或更换蓄电池，然后进行校正如图14-12、14-13所示。

将点火开关置于OFF位置，

连接E32动力转向ECU连接器。

图14-12E32（动力转向ECU）接线口

图14-13检查E32的6号端子电压

（3）初始化扭矩传感器零点

提示：

如果更换了动力转向ECU，则不需要进行初始化

将方向盘置于中心位置，并将前车轮对准正前方，

使用SST，连接DLC3端子13（TC）和4（CG）。

SST09843-18040如图14-14所示。

图14-14DLC3端子示意图

小心：

将端子连接到正确位置以免发生故障

附一：

动力转向系统常见故障产生原因

转向困难

前轮胎充气不当或者磨损不均匀、前轮定位不准确、前悬架（下球节）、转向中间轴、转向柱、转向机、动力转向ECU

回正性比较差

前轮胎充气不当或者磨损不均匀、前轮定位不准确、转向柱、转向机、动力转向ECU

没有自由行程或自由行程过大

转向中间轴、转向机

动力转向系统工作时，转动方向盘时出现敲缸（或摇动）现象

转向中间轴、前悬架（下球节）、前桥轮毂（轮毂轴承）、转向机

在低速行驶中转动方向盘时，出现摩擦声

动力转向电动机、转向柱

在车辆停止时慢慢转动方向盘时出现尖锐的声音（吱吱生）

动力转向电动机

在车辆停止时转动方向盘，方向盘震动且有噪音出现

【任务三：

液压动力转向系的常规检查】

1.储油罐的检查

（1）液面高度的检查

使发动机怠速运转，反复将转向盘从一侧极限位置转到另一侧极限位置（如图14-15所示），以提高液压温度，使油液温度到40-80℃。

此时检查储油罐内油量，油面应处在储油罐的“MAX”处（如图14-16所示）。

油量不足时，在检查各部位无泄漏后，按规定牌号补充液压油至“MAX”处。

图14-15反复转动方向盘

图14-16检查液面高度

（2）液压油品质的检查

检查液压油是否变质，如变质，更换规定品牌的液压油。

2.转向助力液压系统的排气

检查液面