电控动力转向系统的故障诊断与排除论文.docx

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电控动力转向系统的故障诊断与排除论文

电控动力转向系统的故障诊断与排除论文

转向系统是整车系统中必不可少的最基本的组成系统，驾驶者经过方向盘来操纵和控制汽车的行进方向，从而完本钱人的驾驶意图。

一百多年来，汽车工业随着机械和电子技术的开展而不时行进。

到明天，汽车曾经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、资料等学科的综合产物。

汽车转向系统也随着汽车工业的开展历经了长时间的演化。

传统的汽车转向系统是机械式的转向系统，汽车的转向由驾驶员控制方向盘，经过转向器等一系列机械转向部件完成车轮的偏转，从而完成转向随着上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的运用，标志着转向系统革命的末尾。

汽车转向动力的来源由以前的人力转变为人力加液压助力。

液压助力系统HPS〔HydraulicPowerSteering〕是在机械式转向系统的基础上添加了一个液压系统而成。

该液压系统普通与发起机相连，当发起机启动的时分，一局部发起机能量提供汽车行进的动能，另外一局部那么为液压系统提供动力。

由于其任务牢靠、技术成熟至今仍被普遍运用。

这种助力转向系统主要的特点是液压力支持转向运动，减小驾驶者作用在方向盘上的力，改善了汽车转向的轻巧性和汽车运转的动摇性。

第一章转向器的简明

1.1转向器定义

　全液压转向器全液压转向器普遍运用于车辆转向和船舶液压舵。

驾驶人员经过它可以用较小的操纵力完成较大的转向力控制，并且在功用上平安、牢靠、操纵上灵敏、轻巧。

　　转向器的操纵是全液压式，也就是说在转向柱和转向轮之间没无机械衔接，在转向器与转向油缸之间是液压管或软管链接。

　　当转动方向盘，转向器依据方向盘转动比例保送相对的油量，该油量直接流到操纵缸相应一侧，同时另一侧的油量回到油箱。

　　BZZ转向器是一种转阀式全液压转向器，具有以下特点：

消弭机械式联动装置，可以降低主机本钱，提供牢靠轻巧的结构，操纵灵敏轻巧，平安牢靠，可以很小的力矩停止延续无级控制转动，提供应控制回路以及主机尺寸普遍的选择面，能和多种转向油泵及液压供应系统衔接。

1.2转向器分类

　　转向器按结构方式可分为多种类型。

历史上曾出现过许多种方式的转向器，目前较常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、循环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等。

其中第二、第四种区分是第一、第三种的变形方式，而蜗杆滚轮式那么更少见。

假设依照助力方式，又可以分为机械式〔无助力〕，和动力式〔有助力〕两种，其中动力转向器又可以分为气压动力式、液压动力式、电动助力式、电液助力式等种类。

1〕齿轮齿条式转向器

齿轮齿条式转向器

1—间隙调整压块2—调整弹簧3—调整弹簧压块4—压块塞

　　它是一种最罕见的转向器。

其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。

转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。

有时，靠齿条来直接带动横拉杆，就可使转向轮转向。

所以，这是一种最复杂的转向器。

它的优点是结构复杂，本钱昂贵，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆。

在汽车上失掉普遍运用。

2〕蜗杆曲柄销式转向器

　　它是以蜗杆为自动件，曲柄销为从动件的转向器。

蜗杆具有梯形螺纹，手指状的锥形指销用轴承支承在曲柄上，曲柄与转向摇臂轴制成一体。

转向时，经过转向盘转动蜗杆、嵌于蜗杆螺旋槽中的锥形指销一边自转，一边绕转向摇臂轴做圆弧运动，从而带动曲柄和转向垂臂摆动，再经过转向传动机构使转向轮偏转。

这种转向器通常用于转向力较大的载货汽车上。

3〕循环球式转向器

循环球式转向器

　　循环球式：

这种转向装置是由齿轮机构未来自转向盘的旋转力停止减速，使转向盘的旋转运动变为涡轮蜗杆的旋转运动，滚珠螺杆和螺母夹着钢球啮合，因此滚珠螺杆的旋转运动变为直线运动，螺母再与扇形齿轮啮合，直线运动再次变为旋转运动，使连杆臂摇动，连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动，改动车轮的方向。

这是一种古典的机构，现代轿车已大多不再运用，但又被最新方式的助力转向装置所运用。

它的原理相当于应用了螺母与螺栓在旋转进程中发生的相对移动，而在螺纹与螺纹之间夹入了钢球以减小阻力，一切钢球在一个首尾相连的封锁的螺旋曲线内循环滚动，循环球式故而得名。

4〕齿轮齿条液压助力转向器

　　齿轮齿条液压助力转向器，是相关于齿轮齿条机械转向器而言的，主要是添加了转向油泵、转向油壶、转向油管、转向阀、转向油缸等部件，以期到达改善驾驶员手感，添加转向助力的目的的转向装置。

国际经过10多年来的开展，曾经构成成熟的研发和制造技术的厂家有豫北光洋转向器等企业。

1.3转向系统开展

　　随着汽车工业的飞速开展以及人们关于温馨、平安功用要求的不时提高，转向系统也随着科技的开展一日千里。

就目前而言，电动助力转向系统是转向行业前沿研讨项目，依照其规划方式，可以分为管柱助力、齿轮助力、齿条助力、拉杆助力、电液助力等方式。

以前在一些科幻电影中才干出现的无人飞机、无人驾驶汽车等如今曾经成为理想，转向系统也在野着愈加先进的方向开展，比如由日本JTEKT研讨开收回来的先进线控转向系统等。

第二章电控动力转向系统的缺点的现象

2.1转向系罕见的缺点部位

转向系用来改动或回复汽车的行驶方向，它无机械转向系和动力转向系之分。

这里仅引见动力转向系，动力转向系那么是在机械转向系的基础上，添加了一套转向油泵，转向控制阀和转向动力缸组成的转向助力装置。

转向系出现缺点，会影响汽车行驶方向和行驶动摇性，还关系汽车的行驶方向

2.2动力转向系缺点的主要现象

转向系罕见的缺点为转向繁重，转向不灵敏，前轮摆震等。

动力转向系助力缺乏或转向繁重的主要现象是：

装有液压助力转向器的车辆，转向时转向盘繁重或许存在忽轻忽重的现象。

转向不灵敏的现象：

汽车行驶转向时，需用较大幅度转动方向盘才干控制汽车的行驶方向，感到转向盘松旷量很大，有清楚的间隙感，且内行驶时汽车方向不动摇。

前轮摆震的现象主要是：

汽车在中高速或许是某一个较高速运转时，转向轮绕主销摆振，汽车行驶不稳，严重时转向盘颤抖，有振手的觉得。

动力转向器装置噪声的主要现象是：

发起机启动后或许车辆行驶进程中，液压助力装置收回不正常的响声。

第三章电控动力转向系统的缺点对行驶功用的影响

近年来，随着电子技术的不时开展，转向系统中愈来愈多的采用电子器件。

相应的就出现了电液助力转向系统。

电液助力转向可以分为两大类：

电动液压助力转向系统EHPS（electro-hydraulicpowersteering）、电控液压助力转向ECHPS（electronicallycontrolledhydraulicpowersteering）。

EHPS是在液压助力系统基础上开展起来的，其特点是原来有发起机带动的液压助力泵改由电机驱动，取代了由发起机驱动的方式，节省了燃油消耗。

ECHPS是在传统的液压助力转向系统的基础上添加了电控装置构成的。

电液助力转向系统的助力特性可依据转向速率、车速等参数设计为可变助力特性，使驾驶员可以更轻松便捷的操纵汽车。

现代电液动力转向系统主要经过车速传感器将车速传递给电子元件，或微型计算机系统，控制电液转换装置改动动力转向的助力特性，使驾驶员的转向手力依据车速和行驶条件变化而改动，即在低速行驶或转急弯时能以很小的转向手力停止操作，在高速行驶时能以稍重的转向手力停止动摇操作，使操纵轻巧性和动摇性到达最适宜的平衡形状。

为了保证转向轻巧性，要求增大转向器的传动比。

但是，增大角传动比虽然可以减小转向盘上的手力，但同时也形成汽车对操纵的反响减慢，甚至有能够招致驾驶员没有才干来转动转向盘停止紧急避障等转向操作，即不够〝灵〞。

机械式转向器的设计目的是保证汽车在各种行驶条件下将转向盘上的手力坚持在驾驶员能接受的合理范围内，同时保证适当的转向灵敏度。

但是机械式转向器的结构特点注定〝轻〞与〝灵〞矛盾的存在（包括变传动比机械转向器），而电液助力转向系在一定水平上处置了这一矛盾。

EHPS相比传统HPS降低了动力损耗。

但电液动力转向系统，不论ECHPS还是EHPS都与传统的HPS一样存在液压油走漏效果。

电动转向系统EPS（ElectricPowerSteering）把一个机械的系统和一个电控的电动马达结合在一同构成的一个动力转向系统。

与液压系统不同的是，助力改由电机提供，因此，要有一个力矩传感器来测量作用在方向盘上的力矩，由电子控制单元来计算所需求的力矩。

作用在方向盘上的力矩曲线由一个电动马达来分配。

经过电动马达提供转向所必需要的力，它经过一个减速器作用在转向柱上，在循环球式的传动装置中，直接作用在齿扇上的力太大，因此大多项选择用齿轮齿条转向器。

依据助力位置不同分为三种方式：

1、转向柱助力式.2、小齿轮助力式.3、齿条助力式.由于EPS改由电机提供助力，助力大小由电控单元ECU实时调理与控制，可以较益处置汽车操纵时轻与灵的矛盾。

电动助力转向最早运用在微型汽车上，1988年2月日本铃木公司初次在其Cervo车上装备，目前电动助力转向系统主要运用在轿车上，并逐渐从微型轿车向更大型轿车和商务车开展]。

其优点有：

1.EPS能在各种行驶工况下提供最正确助力，减小由路面不平所惹起的对转向系统的扰动，改善汽车的转向特性，减轻汽车低速行驶时的转向操纵力，提高汽车高速行驶时的转向动摇性，进而提高汽车的自动平安性。

并且可经过设置不同的转向手力特性来满足不同运用对象的需求。

2.EPS只在转向时电动机才提供助力（不像HPS，即使在不转向时，油泵也不时运转），因此能增加燃料消耗。

3.由于直接由电动机提供助力，电动机由蓄电池供电，因此EPS能否助力与发起机能否起动有关，即使在发起机熄火或出现缺点时也能提供助力。

4.EPS取消了油泵、皮带、皮带轮、液压软管、液压油及密封件等，其零件比HPS大大增加，因此其质量更轻、结构更紧凑，在装置位置选择方面也更容易，并且能降低噪声。

5.EPS没有液压回路，比HPS更易调整和检测，装配自动化水平更高，并且可以经过设置不同的顺序，快速与不同车型婚配，因此能延长消费和开发周期。

6.EPS不存在渗油效果，消弭了液压助力中液压油走漏效果，可大大降低保修本钱，减小对环境的污染，改善了环保性。

7.EPS比HPS具有更好的高温任务功用。

电动助力转向目前已成为世界汽车技术开展的研讨热点之一。

电子转向系统取消了方向盘与转向轮之间的机械衔接，改而由方向盘模块、转向执行模块和主控制器ECU三个主要局部以及自动防缺点系统、电源等辅佐模块组成。

电子转向系统SBW（Steer-By-Wire）是汽车转向方面最为先进和前沿的技术之一，具有很多优点：

1.取消了方向盘和转向车轮之间的机械衔接，经过软件协调它们之间的运动关系，因此取消了它们之间的机械约束和干预，使之可以相对独立运动，因此可以完成传动比的恣意设置，可以依据车速和驾驶员喜好由顺序依据汽车的行驶工况实时设置传动比。

同时还可以从信号中提出最可以反映汽车行驶形状的信息，作为方向盘回正力矩的控制变量，使方向盘仅仅提供驾驶员有用信息，以减轻驾驶员的体力脑力负荷，提高〝人-车闭环系统〞对路途的跟踪特性。

同时由于增加了机构部件数量，而增加了从执行机构到转向车轮之间的传递进程，使系统惯性、系统摩擦和传动部件之间的总间隙都得以降低，从而使系统的照应速度和照应的准确性得以提高。

2.电子转向系统采用了软件控制，因此可以把转向系统与其它自动平安设备如ABS、汽车动力学控制、防碰撞、轨道跟踪、自动导航以及自动驾驶等功用相结合，完成对汽车的全体控制，提高汽车全体动摇性，且完成了ITS中的汽车辅佐转向功用。

3.电子转向系统在完成上述操作功用上的打破的同时也带来了可观的经济性和环境效益。

4.电子转向系统是经过一个通用的执行器来调整转向的。

要对汽车转向的动力性停止调整，必需运用一个转角传感器，这并不影响方向盘对车轮的快速调整。

另一方面，一个力矩传感器也是必需的，它将对汽车转向的调整和自动驾驶起重要作用。

因此，驾驶员经过提供到方向盘的力矩知道正确的方向，并经过进一步的引导控制系统来停止评价。

5.与〝电子驾驶〞和〝电子停车〞一同，它提供了把它们实践化的条件，并且把动力性和汽车控制一致到一个系统中。

6.对汽车消费商的益处。

传统转向系中转向柱装置要求提供足够的空间（左手或右手驾驶），而电子转向严厉的控制了转向柱在发起机距离内的自在度，说明了机械式的转向柱没有很好的应用发起机的空间。

7.对未来的益处：

提供转向的温馨性，路况作为评价系统，只要有用的信息才提供应驾驶员；方向盘的回馈力矩和转向传动比能经过软件不时的调整，因此，可以使转向系统对任何目的和环境停止调整，而不需求对系统停止重新设计；没有转向柱增加了驾驶员在事故中受伤的风险；·转向行为（减速、减速、自动转向）都被软件记载，为再以后的继续完善提供了第一手的资料。

SBW可以追溯到二十世纪六十年代末，事先德国Kasselmann等试图将转向盘与转向车轮之间经过导线衔接，由于电子和控制技术的制约，不时无法在实车上完成，到1990年左右，世界上各大汽车厂商、研发机构等先后对SBW深化研讨，到目前为止，在一些概念车上装置了改系统，SBW预示着未来汽车的一个开展方向。

目前运用普遍的助力转向器是传统液压助力系统、电液助力系统和电动助力系统。

数听说明，在世界范围内，电动转向器和电液转向器的运用会添加很快，2001年大约26.7%的装置在新车中的转向器是这种节能型的。

即使是保守的估量，到2006年欧洲市场中电动转向器和电液转向器的份额会到达56%。

由于电动助力系统不只可以提供汽车在高速下的操纵动摇性，还能减小转向系统的质量并节省动力，因此迎合了下一代汽车对环保的要求。

依据汽车车型的不同，运用电动助力系统可以降低燃油费用达5%～10%。

但是由于目前汽车电源和电机自身的一些缘由，限制了电动助力在大型汽车上的运用。

随着未来技术的不时开展和提高，这一效果将会失掉处置。

未来转向系统将会是以电动助力为主导，其他方式为辅。

第四章广州本田雅阁动力转向缺点检测与剖析

广州本田雅阁轿车采用常流式液压动力转向系统，该系统主要由动力转向装置、转向操纵机构和转向传动机构三局部组成。

动力转向装置包括动力转向器、动力转向油泵、储油罐、油液软管和管路等。

转向操纵机构包括转向盘〔含驾驶席平安气囊总成〕和转向轴等。

转向传动机构包括转向垂臂、转向拉杆、减振器及转向节臂等。

动力转向装置的转向器为齿轮齿条式，转向油泵为转子式。

动力转向系统的缺点主要有普通缺点、转向噪声和油液渗漏等。

普通缺点主要包括转向繁重、转向冲击、转向不灵和转向回跳等。

这些缺点有些能够与动力转向装置、转向操纵机构和转向传动机构均有关。

下面主要引见因动力转向装置不良而惹起的缺点，关于转向操纵机构与转向传动机构惹起的缺点请参照普通车辆的缺点停止剖析。

4.1转向繁重

1．缺点现象：

行车转向时，转动转向盘感到繁重费力。

反省转向盘的转动力时，其值大于30N。

2．缺点剖析

（1）反省储油罐能否缺油，动力转向油泵驱动带能否打滑，同时应确认系统内无空气。

（2）反省动力转向油泵的压力。

在压力控制阀和截流阀全开状况下测量怠速时的静态油压，油压值应等于或略小于1500kPa，否那么应反省动力转向器与动力转向油泵之间的进油和回油管路及软管能否梗塞、老化或变形。

假定油管正常，那么说明转向器转阀缺点。

（3）假定被测动力转向油泵的压力正常，那么在压力控制阀和截流阀全闭的状况下，测量怠速时的油泵卸荷压力，其值应为7200～7800kPa。

假定卸荷压力过低，那么应反省流量控制阀与油泵总成能否正常。

（4）假定上述反省的卸荷压力正常，那么反省转向盘向左与向右转动时的转动力，两者的差值应≤2.9N，否那么应反省油缸管路A与B能否变形或装置不当。

假定油缸管路正常，那么反省齿条轴能否弯曲变形。

齿条导向螺塞调整能否过紧。

假定齿条导向螺塞调整正常，那么说明转向控制阀缺点。

（5）假定左右两方向转向盘转向力的差值正常，那么应反省并调整齿条导向螺塞，假定经过调整齿条导向螺塞不能消弭上述缺点，那么应改换动力转向器，假定齿条导向常，那么应反省动力转向装置以外的以下零部件能否存在下述缺点：

①转向轴相关零部位卡滞、转动不自若；

②转向轴万向节缺点；

③各球头销装配过紧或缺油；

④转向系统内机件相互牵涉。

4.2转向冲击或振动

1．缺点现象：

以后轮达最大转向角时，车辆出现冲击或振动。

2．缺点剖析

（1）反省齿条导向螺塞的调整能否正确，并视情调整。

假定经调整有效，那么改换动力转向器。

（2）假定齿条导向调整正确，那么应反省动力转向油泵驱动带能否打滑，必要时停止调整其预紧力或予改换。

4.3转向不灵、操纵不稳

1．缺点现象：

要较大幅度地转动转向盘，才干控制汽车的行驶方向；汽车直线行驶时觉得行驶不动摇。

2．缺点剖析

（1）反省齿条导向螺塞的调整能否正确，并视情停止调整；

（2）反省动力转向油泵驱动皮带能否打滑，并视情调整其预紧力，必要时改换驱动带；

（3）反省怠速转速能否过低或怠速不稳。

在发起机怠速或车辆低速行驶时转动转向盘，假定发起机熄火，那么说明发起机怠速不正常，应予调整；

（4）反省储油罐能否缺油、动力转向系统内能否有空气。

4.4转向回跳

1．缺点现象：

车辆转弯时，转向盘有僵硬、回跳现象。

2.缺点剖析

（1）反省动力转向油泵驱动带能否因打滑致使油泵瞬时中止任务而失掉助力作用。

假定是，那么调整驱动带预紧力，必要时改换驱动带。

（2）装置动力转向压力表，在压力控制阀和截流阀完全封锁的状况下测量油泵压力。

假定油泵压力超越500kPa,那么应反省流量控制阀能否正常。

假定该阀正常，那么应改换动力转向油泵总成。

4.5转向噪声

为便于缺点剖析，我们将转向系统的噪声分为系统噪声（除动力转向油泵以外）和动力转向油泵噪声两种

4.6系统噪声

1．缺点现象一：

转向时，动力转向系统有嗡嗡声。

缺点剖析如下：

（1）反省噪声能否因油液脉动而惹起（原地转向时噪声将更清楚）。

假定是，那么属正常现象。

（2）反省噪声能否因液力变矩器或ATF油泵任务不良而惹起。

反省时可经过暂时拆下动力转向油泵驱动皮带来判别。

假定拆下皮带后，噪声仍存在，那么说明液力变矩器或判别。

假定拆下皮带后，噪声仍存在，那么说ATF油泵任务不良。

（3）反省出油（高压）软管能否与其他机件相碰擦。

假定是，那么重新固定出油软管。

2．缺点现象二：

转向时，动力转向系统有咔嗒声或震颤声。

缺点剖析如下：

（1）反省转向轴万向节，横拉杆或球头销能否松旷。

必要时拧紧松动的紧固件或改换不良的零部件。

（2）反省转向轴能否有清楚的摆动。

假定有，那么改换转向轴总成。

（3）反省齿条导向螺塞调整能否正确，并视情停止调整。

（4）假定在发起机停熄时，左右转动转向盘有咔嗒声或震颤?

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常噪声。

4.7动力转向油泵噪声

1.缺点现象一：

转向时，动力转向油泵有摩擦噪声

缺点剖析如下：

此噪声是由于油液中有空气而惹起。

故应进以下反省：

（1）反省储油罐的液位，同时反省能否有油液渗漏〔空气侵入〕现象。

必要时加注油液或实施紧固、改换作业。

（2）反省油泵轴油封能否损坏，并视情予以改换。

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2．缺点现象二：

转向时，动力转向油泵收回吱吱声。

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缺点剖析如下：

此噪声是由于动力转向油泵驱动带打滑所致。

此时应调整驱动带张紧力或改换驱动带。

3．缺点现象三：

转向时，动力转向油泵收回咔嗒声或震颤声。

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缺点剖析如下：

此噪声是由于动力转向油泵皮带轮松动而惹起。

此时应拧紧该带轮固定螺栓或改换带轮，假定带轮轴太松，那么应改换动力转向油泵总成。

4．缺点现象四：

动力转向油泵任务时，出现任务噪声。

缺点剖析如下：

〔1〕假定在高温条件下起动车辆2~3分钟后油泵出现任务噪声，属正常现象。

〔2〕假定在正常温度下油泵任务噪声仍较高（可与另一同类车辆相比），那么应拆下油泵，反省其能否磨损或损坏。

4.8油液渗漏

反省转向油罐、动力转向器、动力转向油泵、油泵进出油软管及其接头、动力缸管路A（B）及其接头号处能否有油液渗漏现象。

反省时，循油迹即可查明详细渗漏部位，必要时停止紧固作业或改换密封元件。

结论

经过这么多天辛劳的搜集资料，对汽车电动控制系统的缺点诊断与扫除有了深入的了解和领悟，终于使论文得以定稿。

目前电子转向系统的牢靠性和本钱是阻遏其开展的主要要素。

主要表如今假设微控制器出现效果，转向系统将完全失灵，其不像电动助力转向系统、电液助力转向系统，在电机或许液压系统出现效果时，还可以以人力来控制汽车。

电子转向系统的微控制器出现缺点的话，由于没无机械系统能衔接方向盘和转向器，因此基本不能够控制汽车的转向。

但是虽然如此电子转向系统依然是未来转向系统的开展方向之一。

致谢

在本论文定稿之际，我要感谢三年来曾经协助我的各位教员、同窗，以及教务指导和班主任，谢谢大家的关爱、了解、一定和支持！

在此，我尤其要对热情关心、悉心指点论文的导师王治平教员致以敬意，表示我衷心的感谢！

回忆这么多天的写作历程,我遇到了很多写作上的困惑和疑问。

我的导师王治平教员在百忙之中不但没有心生烦意，而是愈加兢兢业业地为我的论文做着修正和指点，使我的毕业论文在质量上失掉了实质的飞越。

因此，我借此时机向我亲爱的导师王治平教员致以最真诚的谢意，您的先生将永远铭刻您的教诲！

关于这次论文的设计我的室友在这个进程也给予了我无私的协助，我希望借此时机表达我最诚挚的谢意。

我置信经过这次论文的写作不只对我所学过的知识停止了进一步的增强和稳固，也对我以后的人生和任务发生积极的意义。

最后，我谨向在百忙中评审本文的各位专家教员致敬，表示衷心的感谢！

参考文献

[1]张钱斌.汽车缺点与诊断技术.安徽：

安徽机电职业技术学院课程教改课题组，2020

[2]张子波.汽车缺点诊断技术.北京：

机械工业出版社，2007

[3]郭新华.汽车结构.北京：

初等教育出版社，2004

[4]网络和书籍等相关资料

[5]相关汽车维修手册