電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷與排除維修類

1、河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷與排除 系（分院）汽 車 工 程 系 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專業(yè)名稱 汽 車 電 子 技 術(shù) 指導(dǎo)教師 年 月 日河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書姓 名專 業(yè)汽車電子技術(shù)班 級畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷與排除畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題的目的與意義目的：通過對電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的了解可以清楚的對汽車安全方面的故障進(jìn)行排除，提高汽車行駛安全方面的認(rèn)識。意義：發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、提出方案、解決問題，以培養(yǎng)自己親身實(shí)踐能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的資料收集情況（含指定參考資料）1、張錢斌：汽車故障與診斷技術(shù)，安徽機(jī)電

2、職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程教改課題組，20102、張子波：汽車故障診斷技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，20073、郭新華：汽車構(gòu)造，高等教育出版社，20044、網(wǎng)絡(luò)和書籍等相關(guān)資料5、相關(guān)汽車維修手冊畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度計(jì)劃1、2011年10月25日：指導(dǎo)老師布置編寫課題及編寫要求；2、2011年11月18日12月15日：前期論文初步檢查；3、2012年3月初步答辯；4、2012年3月論文收繳；5、2012年4月集中答辯。接受任務(wù)日期 2011年10月25日要求完成日期2012年3月 10日學(xué)生簽名： 2011年 11月20日指導(dǎo)教師簽名： 2011年 10 月 25日系（分院）主任（院長）簽名：年 月 日畢

3、業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評閱意見表姓 名學(xué) 號性 別男專 業(yè)汽車電子技術(shù)班 級畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷與排除評閱意見成績指導(dǎo)教師簽字年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯意見表姓 名學(xué) 號性 別男專 業(yè)汽車電子技術(shù)班 級畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷與排除答辯時(shí)間地 點(diǎn)答辯小組成員姓 名職 稱學(xué) 歷從事專業(yè)組 長成 員秘 書答辯小組意見答 辯 成 績： 答辯小組組長簽名： 年 月 日電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障診斷與排除 摘要：隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步和科學(xué)的飛速發(fā)展，汽車產(chǎn)品已走入家庭，并且作為一種代步工具，逐漸進(jìn)入民化，而作為汽車的一個(gè)重要組成部分轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，也越來越被人

4、們重視起來。本文首先介紹一下汽車電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，組成和類型，然后再介紹一下電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障現(xiàn)象及產(chǎn)生故障的原因，最后再對故障的解決方法做一下闡述。讓人們對汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有個(gè)更深刻的了解。 關(guān)鍵詞：電控轉(zhuǎn)向 故障診斷轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是整車系統(tǒng)中必不可少的最基本的組成系統(tǒng)，駕駛者通過方向盤來操縱和控制汽車的行進(jìn)方向，從而實(shí)現(xiàn)自己的駕駛意圖。一百多年來，汽車工業(yè)隨著機(jī)械和電子技術(shù)的發(fā)展而不斷前進(jìn)。到今天，汽車已經(jīng)不是單純機(jī)械意義上的汽車了，它是機(jī)械、電子、材料等學(xué)科的綜合產(chǎn)物。 一、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的簡要概述電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric Power System)用電能取代液壓能，減少了發(fā)

5、動機(jī)的能量消耗，該系統(tǒng)將轉(zhuǎn)向控制器、轉(zhuǎn)向油泵和儲罐集成于一體，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)向助力性能與轉(zhuǎn)向速度和行車速度密切相關(guān)。速度越低，轉(zhuǎn)向速度越高，助力性能越強(qiáng)。動力轉(zhuǎn)向裝置是現(xiàn)代汽車的重要裝備之一。隨著汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展，研究成功了多種電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)能在低速時(shí)減輕操舵力，以提高汽車操縱穩(wěn)定性。當(dāng)汽車由低速擋換入高速擋時(shí)，電控系統(tǒng)能夠保證提供最優(yōu)傳動比穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高了高速行駛的穩(wěn)定性。（一）、電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成電控式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(以下簡稱電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng))，是在機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加信號傳感器，電控ECU和轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)。信號傳感器包括轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器及轉(zhuǎn)向角傳感器

6、等。通過這幾個(gè)傳感器，獲取作用在轉(zhuǎn)向盤上的操縱力、轉(zhuǎn)向角及汽車車速信號，從而為確定助力控制命令提供信息；電控ECU包括檢測電路、微處理器、控制電路等。檢測電路將傳感器的信號進(jìn)行整形放大后輸入微處理器，然后微處理器計(jì)算出最優(yōu)化的助力轉(zhuǎn)矩?？刂齐娐穼碜晕⑻幚砥鞯碾娏髅钶斔偷诫姍C(jī)驅(qū)動電路；轉(zhuǎn)向助力機(jī)械包括助力電動機(jī)、電磁離合器及減速傳動機(jī)械。助力電動機(jī)一般采用直流電動機(jī)，其電流大小由微處理器來控制，可根據(jù)不同的車速得到相應(yīng)的助力特性。通過減速傳動機(jī)構(gòu)，將電動機(jī)的動力傳給轉(zhuǎn)向器。電磁離合器則作為安全裝置確保系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)，斷開電動機(jī)與減速傳動機(jī)構(gòu)，中斷動力傳遞，使系統(tǒng)從電動助力轉(zhuǎn)向狀態(tài)轉(zhuǎn)入到人力

7、一機(jī)械轉(zhuǎn)向狀態(tài)。（二）、電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，根據(jù)轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)的安裝位置不同，其類型有三種1、轉(zhuǎn)向軸助力式，如圖1所示。轉(zhuǎn)向助力機(jī)械安裝在轉(zhuǎn)向軸上。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時(shí)，控制單元接受轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動方向、車速等信號，控制直流助力電機(jī)的電流。電機(jī)的動力經(jīng)離合器、電機(jī)齒輪傳給轉(zhuǎn)向軸的齒輪，然后經(jīng)萬向節(jié)及中間軸傳給轉(zhuǎn)向器。 圖1 轉(zhuǎn)向柱助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2、轉(zhuǎn)向器小齒輪助力式，如圖2所示。轉(zhuǎn)向助力機(jī)械安裝在轉(zhuǎn)向器小齒輪處。與轉(zhuǎn)向軸助力式相比，可以提供較大的轉(zhuǎn)向力，適用于中型車。其助力控制特性方面增加了難度。3、齒條助力式，如圖3所示。轉(zhuǎn)向助力機(jī)械安裝在轉(zhuǎn)向齒條處。電動機(jī)通過減速傳動

8、機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向齒條。與轉(zhuǎn)向器小齒輪助力式相比，可以提供更大的轉(zhuǎn)向力，適用于大型車。對原有的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)械有較大改變。圖2 轉(zhuǎn)向器小齒輪助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)圖3 齒條助力式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （三）、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將最新的電力電子技術(shù)和高性能的電機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，能顯著改善汽車動態(tài)性能和靜態(tài)性能、提高行駛中駕駛員的舒適性和安全性、減少環(huán)境的污染等。因此，該系統(tǒng)一經(jīng)提出，就受到許多大汽車公司的重視，并進(jìn)行開發(fā)和研究，未來的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中電動助力轉(zhuǎn)向?qū)⒊蔀檗D(zhuǎn)向系統(tǒng)主流，與其它轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)突出的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1、降低了燃油消耗。液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動機(jī)帶

9、動液壓油泵，使液壓油不停地流動，浪費(fèi)了部分能量。相反電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）僅在需要轉(zhuǎn)向操作時(shí)才需要電機(jī)提供的能量，該能量可以來自蓄電池，也可來自發(fā)動機(jī)。而且，能量的消耗與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向及當(dāng)前的車速有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤不轉(zhuǎn)向時(shí)，電機(jī)不工作，需要轉(zhuǎn)向時(shí)，電機(jī)在控制模塊的作用下開始工作，輸出相應(yīng)大小及方向的轉(zhuǎn)矩以產(chǎn)生助動轉(zhuǎn)向力矩，而且，該系統(tǒng)在汽車原地轉(zhuǎn)向時(shí)輸出最大轉(zhuǎn)向力矩，隨著汽車速度的改變，輸出的力矩也跟隨改變。該系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了“按需供能”，是真正的“按需供能型”（on-demand）系統(tǒng)。2、增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向跟隨性。在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，電動助力機(jī)構(gòu)與助力機(jī)構(gòu)直接相連可以使其能量直接用于車輪的轉(zhuǎn)向。該系

10、統(tǒng)利用慣性減振器的作用，使車輪的反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向前輪擺振大大減水。因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗擾動能力大大增強(qiáng)和液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，旋轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生于電機(jī)，沒有液壓助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向遲滯效應(yīng)，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向車輪對轉(zhuǎn)向盤的跟隨性能。 3、改善了轉(zhuǎn)向回正特性。直到今天，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的發(fā)展已經(jīng)到了極限，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回正特性改變了這一切。當(dāng)駕駛員使轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動一角度后松開時(shí)，該系統(tǒng)能夠自動調(diào)整使車輪回到正中。該系統(tǒng)還可以讓工程師們利用軟件在最大限度內(nèi)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)以獲得最佳的回正特性。從最低車速到最高車速，可得到一簇回正特性曲線。通過靈活的軟件編程，容易得到電機(jī)在不同車速及不同車況下的轉(zhuǎn)矩特性，這種轉(zhuǎn)矩特性使得該系統(tǒng)能顯著

11、地提高轉(zhuǎn)向能力，提供了與車輛動態(tài)性能相機(jī)匹配的轉(zhuǎn)向回正特性。而在傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)中，要改善這種特性必須改造底盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)起來有一定困難。 4、提高了操縱穩(wěn)定性。通過對汽車在高速行駛時(shí)過度轉(zhuǎn)向的方法測試汽車的穩(wěn)定特性。采用該方法，給正在高速行駛（100km/h）的汽車一個(gè)過度的轉(zhuǎn)角迫使它側(cè)傾，在短時(shí)間的自回正過程中，由于采用了微電腦控制，使得汽車具有更高的穩(wěn)定性，駕駛員有更舒適的感覺。5、提供可變的轉(zhuǎn)向助力。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向力來自于電機(jī)。通過軟件編程和硬件控制，可得到覆蓋整個(gè)車速的可變轉(zhuǎn)向力?？勺冝D(zhuǎn)向力的大小取決于轉(zhuǎn)向力矩和車速。無論是停車，低速或高速行駛時(shí)，它都能提供可靠的，可控

12、性好的感覺，而且更易于車場操作。對于傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，可變轉(zhuǎn)向力矩獲得非常困難而且費(fèi)用很高，要想獲得可變轉(zhuǎn)向力矩，必須增加額外的控制器和其它硬件。但在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，可變轉(zhuǎn)向力矩通常寫入控制模塊中，通過對軟件的重新編寫就可獲得，并且所需費(fèi)用很小。 6、采用“綠色能源”，適應(yīng)現(xiàn)代汽車的要求。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用“最干凈”的電力作為能源，完全取締了液壓裝置，不存在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中液態(tài)油的泄漏問題，可以說該系統(tǒng)順應(yīng)了"綠色化"的時(shí)代趨勢。該系統(tǒng)由于它沒有液壓油，沒有軟管、油泵和密封件，避免了污染。而液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油管使用的聚合物不能回收，易對環(huán)境造成污染。 二、電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

13、的故障的現(xiàn)象（一）、轉(zhuǎn)向系常見的故障部位轉(zhuǎn)向系用來改變或回復(fù)汽車的行駛方向，它有機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系之分。這里僅介紹動力轉(zhuǎn)向系，動力轉(zhuǎn)向系則是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上，增加了一套轉(zhuǎn)向油泵，轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動力缸組成的轉(zhuǎn)向助力裝置。轉(zhuǎn)向系出現(xiàn)故障，會影響汽車行駛方向和行駛穩(wěn)定性，還關(guān)系汽車的行駛安全。（二）、動力轉(zhuǎn)向系故障的主要現(xiàn)象轉(zhuǎn)向系常見的故障為轉(zhuǎn)向沉重，轉(zhuǎn)向不靈敏，前輪擺震等。1、動力轉(zhuǎn)向系助力不足或轉(zhuǎn)向沉重的主要現(xiàn)象是：裝有液壓助力轉(zhuǎn)向器的車輛，轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向盤沉重或者存在忽輕忽重的現(xiàn)象。2、轉(zhuǎn)向不靈敏的現(xiàn)象：汽車行駛轉(zhuǎn)向時(shí)，需要用較大幅度轉(zhuǎn)動方向盤才能控制汽車的行駛方向，感到轉(zhuǎn)向盤松曠量很大

14、，有明顯的間隙感，且在行駛時(shí)汽車方向不穩(wěn)定。3、前輪擺震的現(xiàn)象主要是：汽車在中高速或者是某一個(gè)較高速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)向輪繞主銷擺振，汽車行駛不穩(wěn)，嚴(yán)重時(shí)轉(zhuǎn)向盤抖動，有振手的感覺。4、動力轉(zhuǎn)向器裝置噪聲的主要現(xiàn)象是：發(fā)動機(jī)啟動后或者車輛行駛過程中，液壓助力裝置發(fā)出不正常的響聲。 三、電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障產(chǎn)生的原因及解決的方法（一）、動力轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向沉重1、轉(zhuǎn)向油泵驅(qū)動皮帶松弛或者損壞，轉(zhuǎn)向油泵工作不良，油泵壓力過低。2、儲油罐油面過低，液壓助力系統(tǒng)內(nèi)有空氣或者泄露液壓管路扭曲，折皺或者破裂漏油。3、壓力流量限制閥彈簧彈力下降或者密封不良，轉(zhuǎn)向控制閥，助力缸工作不良；轉(zhuǎn)向器潤滑不良或者軸承齒間

15、隙調(diào)整不當(dāng)。4、轉(zhuǎn)向柱彎曲變形，轉(zhuǎn)向器或者轉(zhuǎn)向柱的軸軸承損壞，齒條彎曲變形或者與襯套配合過緊橫直拉桿球頭潤滑不良或者調(diào)整不當(dāng)。5、轉(zhuǎn)向主銷轉(zhuǎn)向節(jié)潤滑不良，輪胎氣壓過低等等。故障診斷與排除：檢查轉(zhuǎn)向油泵驅(qū)動皮帶，損壞或者斷裂應(yīng)更換；若皮帶過松，應(yīng)調(diào)整驅(qū)動皮帶張緊度；檢查儲油罐液面高度，過低應(yīng)及時(shí)添加補(bǔ)充；檢查液壓管路有無扭曲、折皺或者斷裂，各連接處有無漏油現(xiàn)象，并視情況予以恢復(fù)；排除液壓系統(tǒng)中的空氣；檢查液壓泵的泵油壓力，不符合要求時(shí)應(yīng)對液壓泵及壓力流量限制閥進(jìn)行修復(fù)或者更換；檢查轉(zhuǎn)向控制閥和助力缸，若工作不良或者損壞應(yīng)維修或者更換轉(zhuǎn)向器。（二）、怠速原地轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向盤抖動，或停車的驟間轉(zhuǎn)向

16、盤抖動該故障主要是工作油壓過低造成的，而油壓過低的故障原因有下列幾種。1、油液液面過低；油液內(nèi)存有空氣，儲液罐內(nèi)有氣泡；液泵皮帶過松或沾有油液（快速轉(zhuǎn)向時(shí)有較大的皮帶尖叫聲，轉(zhuǎn)向盤阻力陡增）；溢流閥被卡滯。2、溢流閥應(yīng)在泵體內(nèi)滑動自如，要注意溢流閥端部的防松螺栓是否有松動，彈簧是否過軟；安全閥失效（彈簧壞或閥球被粘在開放狀態(tài)）；滑閥磨損，更換控制閥總成。3、泵壓不足或轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)外部泄漏；檢查動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)外部泄漏點(diǎn)時(shí)，擦干凈動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)外部的油跡，檢查并擰緊所有軟管的接頭，啟動發(fā)動機(jī)，并使其快怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，支起前橋?qū)⑥D(zhuǎn)向盤以一個(gè)止端打到另一個(gè)止端，打到止端時(shí)停留時(shí)間不要超過5s。隨著油壓的升高就能較快

17、地查到漏油部位。（三）、轉(zhuǎn)向盤自由行程過大液壓系統(tǒng)中有空氣（油液中有乳化氣泡）；動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部泄漏，溢流閥或安全閥失效；出現(xiàn)這種故障，汽車無論是低速行駛還是中高速行駛，若工作油壓不足，均會使轉(zhuǎn)向沉重；左右轉(zhuǎn)向輕重不同；助力缸活塞一側(cè)有空氣；滑閥通往助力缸側(cè)的油管堵塞或高壓油管接頭有漏損。（四）、行駛中動力轉(zhuǎn)向泵內(nèi)有異響聲1、液壓泵內(nèi)有空氣或形成真空。如油液液面過低，油中有氣泡，都會造成泵內(nèi)有空氣。2、油濾器堵塞，中高速時(shí)供油不足，在泵內(nèi)會形成真空；皮帶打滑，過松或沾有油污，快速轉(zhuǎn)向時(shí)會發(fā)出尖叫聲。3、轉(zhuǎn)向盤回位差；液壓控制閥調(diào)整不當(dāng)，油液嚴(yán)重氧化，滑閥被粘住或發(fā)生卡滯，定位彈簧過軟或損壞。4

18、、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩的檢查，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)距檢查的前提條件：儲液罐的液面高度正常、無氣泡，皮帶的張力正常，汽車停在平坦干燥的路面上。讓車輛怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，向左右止端打幾次轉(zhuǎn)向盤，然后田到直線行駛的位置，用彈簧秤沿切線方向拉動轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向輪剛開始轉(zhuǎn)動時(shí)的拉力應(yīng)少于或等于30N。否則應(yīng)檢查轉(zhuǎn)向油泵的壓力是否正常。（五）、前輪擺振1、轉(zhuǎn)向減震器失效，前架減震器彈簧或者減震器損壞；車輪不平衡或者輪轂變形；前輪定位失準(zhǔn)。2、轉(zhuǎn)向器齒合間隙過大；轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)磨損松曠或者連續(xù)松動；輪轂軸承松曠；傳動軸不平衡。故障診斷排除：轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤檢查其自由行程，若自由行程過大，應(yīng)查明原因予以排除；檢查轉(zhuǎn)向減震器，若有漏油現(xiàn)象應(yīng)更換，拆下減震器用手拉，若阻力過小或者出現(xiàn)空行程應(yīng)進(jìn)行更換；檢查前懸掛減震器有無漏油現(xiàn)象，推壓車身檢查前懸掛架的減震性是否良好，前懸架連接有無松動現(xiàn)象，減震器漏油或減震彈簧彈力過弱應(yīng)更換新件，連接松動則重新緊固；檢查和調(diào)整轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)；進(jìn)行車輪平衡檢測校正。 （六）、轉(zhuǎn)向不靈敏故障原因：轉(zhuǎn)向器主動齒輪與齒條齒輪間隙過大、軸承松曠；橫拉桿及各鏈接件松曠；輪轂軸承調(diào)整不當(dāng)或