捷达轿车转向系统故障的诊断与检修.docx

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捷达轿车转向系统故障的诊断与检修

安徽机电职业技术学院

毕业论文

捷达轿车转向系统故障的诊断和检修

系别汽车工程系

专业汽车检测和维修

班级3132

姓名王雷雷

学号1602133072

2015～2016学年第一学期

摘要

汽车转向系统经历了纯机械转向系统、机械液压动力转向系统到电控液压动力转向系统，直到更为节能、操纵性更好的电子控制式电动助力转向系统（eps）等几个阶段，电动助力转向采用电动机直接提供动力，助力大小由电控单元控制，具有助力大小可调，路感良好，环保，耗能低，维修方便等优点。

本论文在对电动转向系统的基础上，研究了捷达轿车转向系统的结构，捷达汽车转向系统各个部分的作用、组成、主要构造、工作原理、及可能出现的故障，同时提出了对出现的故障进行维修的可行方案；采用了理论和实际相结合的方法，对每个问题都有良好的认识，对所学内容进行了良好的总结归纳，以此进一步熟悉掌握汽车转向系统的各方面知识，深化巩固所学知识，做到理论和实际相结合，在理论学习的前提下，用实际更好的理解所学内容。

关键词：

转向系统；工作原理；故障；维修

Abstract

Automotivesteeringsystemhasexperiencedapuremechanicalsteeringsystem,mechanicalhydraulicpowersteeringsystemtotheelectroniccontrolhydraulicpowersteeringsystem,untilmoreenergysaving,betterelectroniccontrolelectricpowersteeringsystem（EPS）andotherstages,electricpowersteeringmotordirectlytoprovidepower,powersizebytheelectroniccontrolunitcontrol,withpoweradjustable,goodroad,environmentalprotection,lowenergyconsumption,maintenanceandotheradvantages.

本论文在对电动转向系统的基础上，研究了捷达轿车转向系统的结构，捷达汽车转向系统各个部分的作用、组成、主要构造、工作原理、及可能出现的故障，同时提出了对出现的故障进行维修的可行方案；采用了理论和实际相结合的方法，对每个问题都有良好的认识，对所学内容进行了良好的总结归纳，以此进一步熟悉掌握汽车转向系统的各方面知识，深化巩固所学知识，做到理论和实际相结合，在理论学习的前提下，用实际更好的理解所学内容。

InthispaperonthebasisoftheelectricpowersteeringsystemonJETTAsteeringsystemstructure,Jettacartovariouspartsofthesystem,composition,mainstructure,workingprinciple,andthefault,andputsforwardthefeasibleschemeforthemaintenanceofthefault;usingthetheoryandmethodofcombiningthe,toeachofthequestionshavegoodunderstanding,tostudythecontentofthegoodsummaryinduction,inordertofurtherfamiliarwiththeautomotivesteeringsystemallaspectsofknowledge,consolidatinganddeepeningtheknowledge,achievethecombinationoftheoryandpractice,thepremiseinthestudyofthetheory,practicetobetterunderstanding.

第一章捷达转向系统概述…………………………………………………1

1.1捷达转向系统的简介…………………………………………………1

1.1.1捷达汽车转向系统的概念……………………………………………1

1.2捷达转向系统的发展历程……………………………………………2

第二章捷达转向系统的基本组成及工作过程…………………………4

2.1捷达转向系统的基本组成及作用………………………………………4

2.2捷达转向系的工作过程…………………………………………………5

第三章捷达转向系统常见故障诊断和检修………………………………6

3.1捷达转向系统的常见故障………………………………………………6

3.2捷达转向系统的故障常见检修方法……………………………………6

第四章捷达转向系统故障实车案例分析…………………………………9

总结…………………………………………………………………………………12

参考文献……………………………………………………………………………13

前言

汽车转向系统是用于改变或保持汽车行驶方向的专门机构。

起作用是使汽车在行驶过程中能按照驾驶员的操纵要求而适时地改变其行驶方向，并在受到路面传来的偶然冲击及汽车意外地偏离行驶方向时，能和行驶系统配合共同保持汽车继续稳定行驶。

因此，转向系统的性能直接影响着汽车的操纵稳定性和安全性。

本文阐述了汽车转向系统各个部分的作用、组成、主要构造、工作原理、及可能出现的故障，同时提出了对出现的故障进行维修的可行方案；采用了理论和实际相结合的方法，对每个问题都有良好的认识，对所学内容进行了良好的总结归纳，以此进一步熟悉掌握汽车转向系统的各方面知识，深化巩固所学知识，做到理论和实际相结合，在理论学习的前提下，用实际更好的理解所学内容。

第一章捷达转向系统概述

1.1捷达转向系统的简介

捷达（Jetta）是德国大众汽车集团在中国的合资企业——一汽-大众汽车有限公司生产汽车品牌。

捷达（Jetta-MK1）于1979年在欧洲上市。

就其结构来看Jetta（包括后来的Vento/Bora）都是加了车尾行李箱的Golf，Jetta可以看作是Golf的衍生型。

德国大众汽车的营销策略将其定位为比Golf高一级的家庭中型房车。

我们现在看到的国产捷达都是一汽大众在1983年第二代德国捷达A2的基础上改观和升级的版本，1991年12月5日第一辆捷达A2在一汽-大众轿车厂组装下线，从此捷达在近20年的时间里在神州大地。

用来改变或保持捷达汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统（steeringsystem）。

捷达汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。

捷达汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此捷达汽车转向系统的零件都称为保安件。

捷达汽车转向系统和制动系统都是捷达汽车安全必须要重视的两个系统。

1.1.1捷达汽车转向系统的概念

汽车通过传动系和行驶系，将发动机的动力转变为汽车行驶的驱动力，使汽车产生运动。

汽车在行驶中，经常需要改变行驶方向。

汽车上用来改变汽车行驶方向的机构称为汽车转向系。

汽车在行驶的过程中,需按驾驶员的意志改变其行驶方向。

就轮式汽车而言,实现汽车转向的方法是,驾驶员通过一套专设的机构,使汽车转向桥（一般是前桥）上的车轮（转向轮）相对于汽车纵横线偏转一定角度。

这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，即称为汽车转向系统。

驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转矩电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。

汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。

汽车转向系统分为两大类：

机械转向系统和动力转向系统。

机械转向系统：

完全靠驾驶员手力操纵的转向系统。

动力转向系统：

借助动力来操纵的转向系统。

动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。

相比传统液压动力转向系统，电动助力转向系统具有以下优点：

1、只在转向时电机才提供助力，可以显著降低燃油消耗，节省了燃油费用。

2、转向助力大小可以通过软件调整，能够兼顾低速时的转向轻便性和高速时的操纵稳定性，回正性能好，提高行车安全性。

3、结构紧凑，质量轻，生产线装配好，易于维护保养，降低保养费用。

1.2捷达汽车转向系的发展历程

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，通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转，从而实现转向。

随着上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革命的开始。

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（Hydraulic Power Steering）是在机械式转向系统的基础上增加了一个液压系统而成。

液压系统一般和发动机相连，当发动机启动的时候，一部分发动机能量提供汽车前进的动能，另外一部分则为液压系统提供动力。

由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。

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便性和汽车运行的稳定性。

近年来，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向系统中也愈来愈多地采用电子器件。

转向系统因此进入了电子控制时代，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类 ：

电动液压助力转向系统EHPS（Electro-Hydraulic Power Steering）和电控液压助力转向ECHPS（Electronically Controlled Hydraulic Power Steering）。

电动液压助力转向系统是在液压助力系统基础上发展起来的，和液压助力系统不同的是，电动液压助力系统中液压系统的动力来源不是发动机而是电机，由电机驱动液压系统，节省了发动机能量，减少了燃油消耗。

电控液压助力转向也是在传统液压助力系统基础上发展而来，它们的区别是，电控液压助力转向系统增加了电子控制装置。

电子控制装置可根据方向盘转向速率、车速等汽车运行参数，改变液压系统助力油压的大小，从而实现在不同车速下，助力特性的改变。

而且电机驱动下的液压系统，在没有转向操作时，电机可以停止转动，从而降低能耗。

为了规避电液助力转向系统的缺点，电动助力转向系统EPS（Electric Power Steering）便应时而生。

它和前述各种助力转向系统最大的区别在于，电动助力转向系统中已经没有液压系统了。

原来由液压系统产生的转向助力由电动机来完成。

现如今在某些概念车上又有了一种电子转向系统。

它取消了方向盘和转向轮之间的机械连接，改而由方向盘模块、转向执行模块和主控制器ECU三个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助模块组成。

其发展前景非常可观。

2014全新捷达车上配备的EPS电子助力转向系统。

EPS就是英文ElectricPowerSteering的缩写，即电动助力转向系统。

电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。

该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。

另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。

正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。

在同级别车型当中，全新捷达在这一块当然是佼佼者！

转向精准并伴有自动修正功能；高速稳，提搞我们的行车安全性；低速轻，增加乘坐的舒适性。

第二章捷达轿车转向系统的基本组成及工作过程

2.1捷达轿车转向系的基本组成及作用

转向系统的基本组成

（1）转向操纵机构主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。

（2）转向器将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。

转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。

　　（3）转向传动机构将转向器输出的力和运动传给车轮（转向节），并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。

汽车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮（一般是前轮）的偏转角度实现的。

转向系不仅可以改变汽车的行驶方向，使其按驾驶员规定的方向行驶，而且还可以克服由于路面侧向干扰力使车轮自行产生的转向，恢复汽车原来的行驶方向。

汽车转向系一般由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三部分组成，但随着转向系的类型不同，其结构组成又有所差异。

　按转向能源的不同，转向系统可分为机械转向系统和动力转向系统两大类。

捷达两阀CIF轿车的转向系统中动力转向机为标准配置,机械转向机为选装.

捷达两阀CIF轿车采用的动力转向器实质是在机械齿轮转向条转向器的基础上,增加一套以发动机为能源,由转向油泵,转向控制阀和动力油缸等部件组成的动力助力装置.工作时,发动机的动力通过多契带来驱动转向油泵,转向油泵吸出储油罐中的转向助力油（ATF油），并形成压力油输入转向控制阀，经控制阀分配后，压力油进入动力油缸，催动工作活塞。

由于工作活塞和转向吃条的一端相连，压力油就通过工作活塞形成了转向助力作用。

当动力转向装置失败时，一般还应能由驾驶员独立承担汽车转向任务。

机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。

机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成如图。

2.2捷达汽车转向系工作过程

上图是一种机械式转向系统。

驾驶员对转向盘施加的转向力矩通过转向轴输入转向器。

从转向盘到转向传动轴这一系列零件即属于转向操纵机构。

作为减速传动装置的转向器中有级减速传动副。

经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆，再传给固定于转向节上的转向节臂，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而改变了汽车的行驶方向。

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在转向节臂上，使左侧转向节及左侧转向轮绕主销向左偏转一个角度，同时通过梯形臂和转向横拉杆使另一侧转向节和转向轮绕该侧转向主销偏转一定的角度，这时汽车将向左转向。

和此同时，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和转向油罐接通，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

驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转矩电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。

汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。

第三章捷达转向系统常见故障诊断和检修

3.1捷达转向系统的常见故障

根据市场信息捷达转向器故障归纳为以下几点:

一．动力转向系统转向沉重

二．转向系统有异响

三．方向盘异响

3.2捷达转向系统的故障常见检修方法

捷达汽车转向器系统包括转向器、方向盘、转向传动轴、转向拉杆等，所以转向器的异响是难以区分出来的。

悬挂系统的响声有时也混入其中。

在进行故障查找时，要求对每一个部件进行检查。

逐个排除转向系统（除转向器）、悬挂系统的相关部件,最后是转向器本身。

转向器异响可能是轴向或径向间隙大引起的。

3.2.1转向沉重

3.2.1.1故障现象

汽车行驶中，驾驶员向左、右转动转向盘时，感到沉重费力，无回正感；汽车低速转弯行驶和调头时，转动转向盘感到非常沉重，甚至打不动。

3.2.1.2故障主要原因及处理方法

转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准，转向系传动链中出现配合过紧或卡滞而引起摩擦阻力增大。

具体原因主要有：

①转向轮轮胎气压不足，应按规定充气。

②转向轮本身定位不准或车轴、车架变形造成转向轮定位失准，应校正车轴和车架，并重新调整转向轮定位。

③转向器主动部分轴承调整过紧或从动部分和衬套配合太紧，应予调整。

④转向器主、从动部分的啮合间隙调整过小，应予调整。

⑤转向器缺油或无油，应按规定添加润滑油。

⑥转向器壳体变形，应予校正。

⑦转向管柱转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦，应予修理。

⑧转向纵、横拉杆球头连接处调整过紧或缺油，应予调整或添加润滑脂。

⑨转向节主销和转向节衬套配合过紧或缺油，或转向节止推轴承缺油，应予调整或添加润滑脂等。

3.2.1.3故障诊断方法

以捷达乘用车为例，先检查轮胎气压，排除故障由轮胎气压过低引起。

接着按图2-1械转向系转向沉重常见故障原因的诊断流程找出故障位置。

图2-1机械转向系转向沉重常见故障原因的诊断流程

3.2.2转向异响

3.2.2.1故障现象

汽车转向时，转向系出现过大的噪声。

3.2.2.2故障主要原因及处理方法

装有动力转向系的汽车，在发动机起动后，转向助力泵的溢流阀中出现液流噪声是正常的，但噪声过大甚至影响转向性能时，该噪声应视为故障。

因助力系统引起转向噪声的原因主要是：

①转向泵损坏或磨损严重，应予修理或更换。

②转向泵传动带打滑，应予调整或更换。

③控制阀性能不良，应予检修。

④系统中渗入空气，应予排气。

⑤管道不畅，应予检修等。

3.2.2.3故障诊断方法

转向时发出“咔哒”声，在已排除转向泵叶片噪声的情况下，则由转向泵带轮出现松动引起。

转向时发出“嘎嘎”声，由转向泵传动带打滑引起。

转向时转向泵发出“咯咯”声，是由于系统中有空气；发出“嘶嘶”声，而且系统无泄漏，转向泵传动带张紧度也合适，则由油路不畅或控制阀性能不良引起。

3.2.3方向盘异响，抖动

3.2.3.1故障现象

汽车在某低速范围内或某高速范围内行驶时，出现转向轮各自围绕自身主销进行角振动的现象。

尤其是高速时，转向轮摆振严重，握转向盘的手有麻木感，甚至在驾驶室可看到汽车车头晃动。

3.2.3.2故障主要原因及处理方法

转向轮抖动的根本原因是转向轮定位不准，转向系连接部件之间出现松旷，旋转部件动不平衡。

具体原因主要有：

①转向轮旋转质量不平衡或转向轮轮毂轴承松旷，应予校正动平衡或更换轴承。

②转向轮使用翻新轮胎，应予更换。

③两转向轮的定位不正确，应予调整或更换部件。

④转向系和悬挂的运动发生干涉，应予更换部件。

⑤转向器主、从动部分啮合间隙或轴承间隙太大，应予调整或更换轴承。

⑥转向器垂臂和其轴配合松旷或纵、横拉杆球头连接松旷，应予调整或更换。

⑦转向器在车架上的连接松动，应予紧固。

⑧转向轮所在车轴的悬挂减振器失效或左右两边减振器效能不一，应予更换。

⑨转向轮所在车轴的钢板弹簧U形螺栓松动或钢板销和衬套配合松旷，应予紧固或调整。

⑩转向轮所在车轴的左右两悬挂的高度或刚度不一，应予更换等。

维修保养过程中注意事项:

1.用户车辆到服务站保养时,服务站必须认真检查转向器的上部护套是否扣好,转向器两端防尘罩是否破损及夹子是否将防尘罩卡紧,如果有问题,服务站应向用户说明并给予维修保养,同时服务站应做好维修记载.

2.和转向器连接密封件有关的造成更换转向器的责任承担：

1）由于用户使用不当造成防护套损坏的，用户自己承担。

2）用户在服务站做四轮定位造成转向器的防尘罩损坏的由维修服务站负责。

3）用户在外面修理厂做四轮定位造成转向器的防尘罩损坏的由用户自己承担。

4）防护套在质量担保期内橡胶老化、龟裂，生产防护套厂家负责。

（防护套质量担保期为12个月或6万公里）

5）防护套在质量担保期外橡胶老化、龟裂，用户自己承担。

6）防护套装配安装不到位的，在首次保养车辆时，由一汽－大众负责。

7）防护套在以后保养过程安装不到位的，由保养该车的维修服务站负责。

第四章捷达转向系统故障实车案例分析

案例一

　　故障诊断：

捷达GT车装备1.6升、20气阀发动机，带转向助力装置，由于转向助力系统元件少，组成简单（一般由转向助力泵、高低压油管、助力转向机和储油壶组成），而且不易对部件进行维修，所以一般采用换件修理法进行故障诊断及维修。

　　转向助力泵是助力转向系统中的易损件，而且助力泵出现故障，一般都会在打转过程中出现异响，所以先将转向助力泵更换，故障依然存在。

认真观察故障现象，打转向过程中，用手摸助力泵和高压管，随着“吱、吱”声手摸处感到异常震手，类似于转向打到头的现象，分析原因还是油路不畅，于是又进行了更换转向机和高压油管的工作，故障还是存在，整个系统只剩转向机和高压油储油壶没有更换了。

最后准备更换剩下的部件，把助力油放掉后，偶然发现储油壶的进油管直径略小，而且油孔中有一注塑毛边，挡住13的油道，故障应该就在此了。

　　修理措施：

更换转向助力油储油壶，进行加油排气工作，启动发动机打转向，故障消失了。

　　总结分析：

交车后询问车主，车主说几天前由于助力油储油壶漏油，所以在路边店更换了一个，之后就出现该故障。

从转向助力油的流向来分析原因，助力油被油泵泵出后到转向机，转向机的回油到储油壶，助力油再从储油壶被抽到油泵。

整个过程中，由于劣质储油壶进油孔孔径小，造成转向机回油不畅，所以油压偏高，产生异响。

比较原厂和更换下的储油壶，原厂油壶外观整齐，油孔孔径光滑平整，劣质储油壶外观不整，孔径略小而且有很多毛边。

由于维修人员和用户缺乏沟通，没了解故障的产生过程，致使维修绕了很大弯路。

通过此事，希望大家更加了解假冒伪劣产品的危害，就是一个小小的油壶，也能使车辆发生故障。

案例二

车友反映捷达方向盘重，汽车方向盘变重，该故障反映颇多，因为涉及到驾驶的主观感受，这些问题当中有些是故障有些不是故障，有什么原因？

捷达方向盘重的可能原因：

1、不同转向系统有不同的驾驶感受。

就一般情况而言，机械式液压助力系统要重于电子式液压助力，电子式液压助力又重于电子转向助力系统，其中，电子转向助力系统的方向盘会随着车速的提高原来越重，这也是为了提高车辆高速时的操纵稳定型。

2、捷达电子转向助力系统的自学习。

新车通常会有此类情况，方向盘可能会忽轻忽重或者逐渐加重，系统自动调节完成之后自然会变好。

3、捷达轮胎气压过低。

轮胎气压过低不仅行驶阻力变大，变形发热易爆胎，转向阻力也会变大，方向盘变重，需及时调整轮胎气压。

4转向助力皮带老化或者打滑。

更换转向助力皮带或者调整皮带的松紧度。

5、转向助力油特性问题。

故障现象主要是常温或低温时转向正常，高温环境下方向盘变重。

高温的时候助力油粘度降低，压力变小，导致转向吃力。

此类情况可更换质量好一点的助力油试一下。

6、转向助力油太脏。

转向助力油长时间不换，杂质太多，无疑是增加了转向系统的阻力，致使方向盘变重，及时更换转向助力油。

7、转向助力系统漏油。

主要检查助力泵、助力油壶、助力油管、转向机等部件有无漏油的情况，更换相关部件。

8、机械润滑不好。

主要检查转向柱和万向节处是否存在润滑不良的情