汽車方向穩(wěn)定性不良的故障診斷

賴勇輝

（河源技師學(xué)院 517000)

0 引言

隨著人們生活質(zhì)量不斷提升，汽車受到了較為廣泛的使用。同時(shí)在汽車的整體系統(tǒng)中，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與懸架系統(tǒng)等對(duì)于汽車行駛的穩(wěn)定性與安全性具有較為直接的影響。因此在對(duì)汽車方向不穩(wěn)定性因素進(jìn)行研究期間，需要結(jié)合實(shí)際需求對(duì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行深入探索，對(duì)相應(yīng)的解決措施進(jìn)行尋找與明確。文章主要對(duì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行分析，在基礎(chǔ)上促進(jìn)汽車方向穩(wěn)定性的快速提升。

1 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)于汽車方向穩(wěn)定性具有較為直接的影響，而轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用主要是改變汽車行駛方向。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常由3種結(jié)構(gòu)組合而成[1]：其一為轉(zhuǎn)向操縱結(jié)構(gòu)，其主要由轉(zhuǎn)向軸、方向盤及轉(zhuǎn)向管柱等共同組合而成；其二為轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器主要固定在汽車車身以及汽車車架上，轉(zhuǎn)向力經(jīng)過轉(zhuǎn)向器時(shí)還會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行改變；其三為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，主要是將轉(zhuǎn)向器傳輸?shù)膭?dòng)力等傳遞給車輪與轉(zhuǎn)向節(jié)，同時(shí)確保汽車兩側(cè)車輪根據(jù)相應(yīng)的關(guān)聯(lián)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)種類與原理

2.1 機(jī)械液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

汽車機(jī)械液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由油管、液壓泵、V型傳動(dòng)帶、壓力流量控制單元以及儲(chǔ)油罐等共同組合而成。在汽車實(shí)際運(yùn)行期間，這一系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量對(duì)于汽車方向穩(wěn)定性有著較為直接的影響。在汽車車速較低時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)向，需要液壓泵輸出較大的功率，為其提供較為良好的助力。在這種情況對(duì)汽車進(jìn)行駕駛，特別是在低速轉(zhuǎn)向期間，方向會(huì)相對(duì)較沉，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)也需要較大的功率，液壓泵壓力也相對(duì)較大，從而保證助力系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

機(jī)械液壓助理轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由油泵、管線以及液壓泵等共同組合而成，為了保證壓力的穩(wěn)定性，該系統(tǒng)需要一直處于運(yùn)行狀態(tài)，所以其能耗相對(duì)較高。由于成本不高和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以很多經(jīng)濟(jì)型汽車會(huì)使用機(jī)械液壓助力系統(tǒng)。

2.2 電子液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電子液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向控制單元、電動(dòng)泵及轉(zhuǎn)向傳感器等結(jié)合而成。電子液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過科學(xué)的方法對(duì)傳統(tǒng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在的缺點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化與完善。液壓泵不是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)而運(yùn)行，電子液壓轉(zhuǎn)向具有電動(dòng)泵，其運(yùn)行狀態(tài)主要由電子控制單元結(jié)合汽車行駛的速度、轉(zhuǎn)向角度等數(shù)據(jù)信息，調(diào)整至最理想的運(yùn)行狀態(tài)。也就是在低速轉(zhuǎn)向期間，電子控制元件命令電子液壓泵進(jìn)行高速的運(yùn)行并提供較大的功率輸出，使駕駛員在轉(zhuǎn)向時(shí)較為省力并促進(jìn)汽車方向穩(wěn)定性提升。汽車在快速行駛期間，電子控制單元驅(qū)動(dòng)液壓泵進(jìn)行低速運(yùn)轉(zhuǎn)，在不對(duì)汽車運(yùn)行速度造成影響的基礎(chǔ)上，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)能源進(jìn)行相對(duì)的節(jié)省。

2.3 電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要是利用電動(dòng)機(jī)形成的動(dòng)力幫助駕駛?cè)藛T進(jìn)行良好的動(dòng)力轉(zhuǎn)向，并提高汽車方向穩(wěn)定性。在不同汽車中電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有一定的差異，但基本元件還是比較相似的。通常由電動(dòng)機(jī)、減速器、電子控制單元及蓄電池等共同組合而成。其運(yùn)行的主要原理為，在汽車轉(zhuǎn)向期間，轉(zhuǎn)向傳感設(shè)備對(duì)轉(zhuǎn)向盤力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)方向等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，并將收集的數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?，這時(shí)控制單元會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與方向?qū)﹄妱?dòng)機(jī)控制單元發(fā)出相應(yīng)的命令，使電動(dòng)機(jī)結(jié)合需要輸出轉(zhuǎn)動(dòng)力的大小形成良好的助力轉(zhuǎn)向。在不轉(zhuǎn)向時(shí)該系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。

3 汽車方向穩(wěn)定性缺失故障分析

3.1 方向跑偏故障

在實(shí)際駕車中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)車輛方向不斷偏向一邊運(yùn)行，駕駛員需要對(duì)方向盤進(jìn)行不斷控制，才可確保汽車的直線行駛。該故障發(fā)生的主要原因?yàn)椋浩噧蓚?cè)輪胎氣壓缺乏平衡性；一些自動(dòng)蹄片對(duì)制動(dòng)轂造成摩擦以及車輪軸承相對(duì)較緊；鋼板彈簧發(fā)生折斷問題，使得兩側(cè)彈力缺乏均勻性；車架以及前軸出現(xiàn)彎曲；汽車兩側(cè)軸距缺乏精準(zhǔn)性以及前輪定位精準(zhǔn)度較弱；轉(zhuǎn)向節(jié)主銷以及襯套間的距離缺乏勻稱性。

3.2 方向擺頭故障

所謂汽車方向擺頭故障主要是前輪出現(xiàn)左右擺動(dòng)現(xiàn)象，使得方向盤控制較為困難。故障主要原因?yàn)椋簷M拉桿球頭的調(diào)整力度過大；轉(zhuǎn)向盤自由行程相對(duì)較高；蝸桿嚙合與轉(zhuǎn)向器之間的間隙較大；蝸桿軸承間距較大；前輪定位缺乏精準(zhǔn)性；前輪輪殼軸承安裝較為松弛等。

3.3 轉(zhuǎn)向過沉故障

該故障的主要表現(xiàn)為在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，駕駛?cè)藛T在轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)通常會(huì)感到較強(qiáng)的沉重感。此故障的主要原因?yàn)椋何仐U軸承調(diào)節(jié)過緊及軸承出現(xiàn)損傷；蝸桿與渦輪嚙合較緊，轉(zhuǎn)向器軸向搖臂與襯套之間缺乏間隙；轉(zhuǎn)向軸出現(xiàn)彎曲并經(jīng)常出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象；方向盤與管柱經(jīng)常出現(xiàn)碰撞與摩擦[2]；轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承出現(xiàn)損傷問題；轉(zhuǎn)向節(jié)襯套與主銷之間缺少潤(rùn)滑；轉(zhuǎn)向節(jié)拉桿螺栓較緊或存在缺油現(xiàn)象；車架與前軸出現(xiàn)彎曲，致使前輪定位缺乏精準(zhǔn)度；橫拉桿球頭較緊，球頭存在缺油問題。

3.4 轉(zhuǎn)彎期間轉(zhuǎn)向不足

汽車轉(zhuǎn)向不足主要是轉(zhuǎn)動(dòng)力缺失所導(dǎo)致的，其原因通常為：轉(zhuǎn)向搖臂裝載位置存在問題；轉(zhuǎn)向角的限位調(diào)整相對(duì)較長(zhǎng)；前軸存在移動(dòng)現(xiàn)象；轉(zhuǎn)向器及循環(huán)球等與蝸桿之間的裝配位置缺乏合理性。

3.5 前輪偏轉(zhuǎn)角

前輪偏轉(zhuǎn)角主要是通過前橋限位螺栓的科學(xué)調(diào)整。其主要方法通常為，將前橋進(jìn)行頂起處理，并轉(zhuǎn)動(dòng)汽車方向盤，確保前輪偏轉(zhuǎn)與碰撞物的間距在8～10 mm之間。對(duì)限位螺栓進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，明確車輪限定位置，這時(shí)車輪著地，中心線位置與車輪直線行使期間，著地軌跡中心線夾角為汽車最大的偏轉(zhuǎn)角。

3.6 左右轉(zhuǎn)向故障

汽車在進(jìn)行左右轉(zhuǎn)向時(shí)，方向盤左右轉(zhuǎn)動(dòng)存在較為明顯的不同感。其主要原因?yàn)椋嚎刂崎y滑閥位置出現(xiàn)問題或與閥體之間的縫隙缺乏均勻性[3]；閥體臺(tái)肩與滑閥位置存在毛刺、碰傷等現(xiàn)象，使液壓油循環(huán)流暢性受到嚴(yán)重阻礙缺乏平衡性；動(dòng)力缸存在空氣，使得活塞兩側(cè)氣壓的差異相對(duì)較大，導(dǎo)致兩側(cè)的輕重產(chǎn)生較強(qiáng)的差距。

4 汽車方向穩(wěn)定性不良故障診斷

4.1 機(jī)械轉(zhuǎn)向器診斷

對(duì)轉(zhuǎn)向器齒條與齒輪是否存在磨損、轉(zhuǎn)向器外殼是否存在裂紋等進(jìn)行檢測(cè)，需要注意的是對(duì)轉(zhuǎn)向器零件不可進(jìn)行矯正與焊接，只能進(jìn)行更換。并對(duì)軸承與襯套間的損傷與磨損、油封與防塵套老化、磨損的情況進(jìn)行檢測(cè)，最后對(duì)問題部件進(jìn)行更換。

4.2 轉(zhuǎn)向減振器診斷

在對(duì)轉(zhuǎn)向減振器進(jìn)行診斷時(shí)，需要對(duì)其行程進(jìn)行檢測(cè)，最大工作行程長(zhǎng)度應(yīng)為556 mm，最小為344 mm，當(dāng)行程不合規(guī)定時(shí)需要進(jìn)行更換處理。此外還需對(duì)轉(zhuǎn)向減振器阻尼進(jìn)行檢測(cè)，其最大荷載力應(yīng)為560 N，最小荷載力為180 N，并檢查減振器支撐是否存在斷裂現(xiàn)象，檢測(cè)減振器橡膠襯套是否存在損傷，確保轉(zhuǎn)向減振器的良好運(yùn)行。

4.3 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器診斷

對(duì)轉(zhuǎn)向器外殼完整性進(jìn)行檢測(cè)，如有漏油處，需對(duì)相應(yīng)的O形橡膠圈與密封墊進(jìn)行更換處理[4]。并對(duì)存在問題的液壓分配閥進(jìn)行更換，對(duì)油封、齒輪及齒條等完整性進(jìn)行檢測(cè)。通過科學(xué)的診斷，促進(jìn)汽車方向穩(wěn)定性的快速提升。

4.4 動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵診斷

可利用酒精對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵金屬元件進(jìn)行清洗，對(duì)流量控制閥進(jìn)行檢測(cè)，確保其在泵體與泵殼中的移動(dòng)順暢，如果出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，需要對(duì)控制閥泵體孔及泵殼等進(jìn)行檢測(cè)，判斷其是否具有雜質(zhì)以及刮痕等現(xiàn)象。若存在毛刺，可通過細(xì)紗布進(jìn)行清除，在控制閥、泵殼及泵體出現(xiàn)損壞且不可進(jìn)行修復(fù)時(shí)，需要及時(shí)對(duì)損壞的零件進(jìn)行更換處理。

在對(duì)前后壓力板進(jìn)行診斷時(shí)，需要對(duì)其與泵環(huán)的接觸情況進(jìn)行檢測(cè)，并確保前后壓力板與泵環(huán)處于平衡狀態(tài)。對(duì)所有零件進(jìn)行檢測(cè)，確保其不存在任何的損傷與裂縫，并對(duì)存在問題的零件進(jìn)行更換。對(duì)泵軸軸承以及軸套進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題后需及時(shí)進(jìn)行更換處理。檢測(cè)轉(zhuǎn)子葉片在實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)期間的運(yùn)行流暢性，其中葉片轉(zhuǎn)子與槽之間的間距應(yīng)在0.028 mm，若大于此數(shù)值需要進(jìn)行更換處理。

4.5 轉(zhuǎn)向橫拉桿診斷

對(duì)橫拉桿是否彎曲進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)結(jié)合實(shí)際需求對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的校正處理，并對(duì)調(diào)整螺栓螺紋是否存在亂紋現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)。在對(duì)橫拉桿球頭進(jìn)行診斷時(shí)，需要對(duì)橫拉桿內(nèi)外球頭擺動(dòng)力與轉(zhuǎn)動(dòng)力進(jìn)行檢測(cè)，通過彈簧秤可以測(cè)得，內(nèi)外球頭與擺動(dòng)力分別為5.9～51 N以及6.9～64.7 N。其中橫拉桿外球頭軸向間距應(yīng)為0，轉(zhuǎn)動(dòng)力應(yīng)在0.3～4 N之間，如不滿足此數(shù)值則需要進(jìn)行更換。

5 結(jié)束語(yǔ)

人們生活質(zhì)量不斷提升，使用汽車也得到了全面普及。其中汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在的問題是導(dǎo)致汽車方向穩(wěn)定性不良故障的主要因素。因此需要結(jié)合科學(xué)的方法，對(duì)相關(guān)故障以及轉(zhuǎn)向橫拉桿、動(dòng)力轉(zhuǎn)向器等進(jìn)行診斷，從而促進(jìn)汽車方向穩(wěn)定性的快速提升。

[1]夏淑英.基于模糊故障樹的汽車故障診斷方法及其應(yīng)用研究[D].湖北工業(yè)大學(xué),2017.

[2]肇世華.汽車方向穩(wěn)定性不良的故障診斷[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2016(30):74.

[3]鄒倩瑩,皮紅玲,于德學(xué).汽車行駛中方向跑偏故障3例[J].汽車維修,2010(11):35.

[4]劉玉梅.汽車懸架系統(tǒng)故障診斷方法研究[D].吉林大學(xué),2009.