电控动力转向系统故障诊断、检修及维护

1、 编号 淮安信息职业技术学院淮安信息职业技术学院毕毕业业论论文文题 目电控动力转向系统的故障诊断、检修及维护学生姓名窦李伟学 号82011249院 系汽车工程系专 业汽车检测与维修技术班 级820112指导教师刘大诚 讲师顾问教师二一三年十一月摘 要摘摘 要要电控动力转向系统的基本功能是根据各传感器的信号判断驾驶意愿和车辆状态信息，借助于液压系统的液体压力或电动机驱动力来对车轮的转向实现不同程度的助力。如果维护保养不当，将导致汽车转向不能正常工作，所以弄清电控动力转向系统常见故障的成因及排除方法是很重要的。本文简单概述了电控动力转向系统的结构及功用，重点介绍了电控液压动力转向系统的结构和相关元

2、件的工作原理，详细分析了电控液压动力转向系统日常维护的内容及零件的检修，最后结合具体的故障案例分析了电控动力转向系统故障的诊断与排除。关键词关键词：电控动力转向；电控液压动力转向；使用维护；故障诊断AbstractIA AbstractbstractPower steering system of the components of a comprehensive analysis, and its basic function is determined based on the sensor signal and the vehicle driving state information

3、will, by means of the fluid pressure in the hydraulic system or a motor drive force to the realization of a steering wheel different levels of power. If improper maintenance will result in steering not working properly, so find out electronically controlled power steering system and troubleshooting

4、common cause of a failure is very important. This paper briefly outlines the electronically controlled power steering system structure and function, focusing on the electro-hydraulic power steering system structure and related components of the operating principle, a detailed analysis of the electro

5、-hydraulic power steering systems and parts content of routine maintenance overhaul, Finally, case studies of specific fault electronically controlled power steering system troubleshooting.Keywords: Electronically controlled power steering; electro-hydraulic power steering; use maintenance; troubles

6、hooting目 录II目目 录录摘摘 要要.IABSTRACT.II第一章第一章 转向系统的发展转向系统的发展.11.1 转向系统的发展历程.11.2 转向系统的类型及特点.1第二章第二章 电控动力转向系统的简要概述电控动力转向系统的简要概述.42.1 电控动力转向系统的作用.42.2 电控动力转向系统的类型及其工作原理.42.2.1 电控电动式动力转向系统组成及其工作原理.42.2.2 电控液压动力转向系统的类型及其工作原理.5第三章第三章 电控动力转向系统的故障诊断与检修电控动力转向系统的故障诊断与检修.93.1 电动动力转向系统电控元件的原理与故障检修.93.2 液压动力转向系统故障的

7、主要现象及检修.123.3 液压动力转向系主要元件的故障检修.143.3.1 动力转向油泵的结构与检修.143.3.2 动力转向器的结构与检修.16第四章第四章 典型电控动力转向系统故障的案例分析与排除典型电控动力转向系统故障的案例分析与排除.204.1 捷达 GT 轿车转向过程中出现异响.204.1.1 故障现象.204.1.2 故障诊断与排除.204.2 2007 年款迈腾 1.8TSI 自动变速档车型转向沉重.204.2.1 故障现象.204.2.2 故障诊断与排除.20第五章第五章 总结与展望总结与展望.225.1 总结.225.2 存在的不足与展望.22致致 谢谢.23参考文献参考文

8、献.24淮安信息职业技术学院毕业设计论文0第一章第一章 转向系统的发展转向系统的发展1.1 转向系统的发展历程转向系统的发展历程转向系统是整车系统中必不可少的最基本的组成系统，驾驶者通过方向盘来操纵和控制汽车的行进方向，从而实现自己的驾驶意图。一百多年来，汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。汽车转向系统也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。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

9、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。该液压系统一般与发动机相连，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，随着社会生活的汽车化，汽车的保有量不断增加，由此造成交通情况错综复杂，使得驾驶员转向盘的操作频率增

10、大，这就需要减轻驾驶疲劳，提高操纵的轻便性和灵活性，因此对动力转向系统的要求也越来越高。 至今，汽车转向系统经历了传统机械转向系统、液压助力转向系统、电液助力转向系统和电动助力转向系统 4 个发展阶段，未来则可能向线控动力转向系统发展。目前汽车转向系统正处在液压助力转向系统、电液助力转向系统向电动助力转向系统发展的过渡阶段。 1.2 转向系统的类型及特点转向系统的类型及特点1.传统机械转向系统 传统机械转向系统（MS）主要由转向操纵机构、转向器和转向传动机构 3部分组成。转向操纵机构是驾驶员操纵转向器工作的机构，包括从方向盘到转向器输入端的零部件。转向器是把方向盘传来的转矩按一定传动比放大并输

11、出的增力装置,转向器最早采用的是蜗轮蜗杆式，以后陆续出现了螺杆螺母式、齿轮齿条式、循环球式等形式。转向传动机构是把转向器输出的力矩传递给转向车轮的机构，包括从转向摇臂到转向车轮的零部件。当汽车需要改变行驶方向时，驾驶员通过转动方向盘，转向力矩经由转向轴、转向器、直拉杆、横拉杆和梯形臂等机件使转向节偏转，实现汽车方向的改变。 传统机械转向系统的优点是结构简单、工作可靠、生产成本低。其缺点也第一章 转向系统的发展1非常明显：（1）随着汽车速度的提高和汽车质量的增大，转向操纵难度增大，转向越来越费力。（2）是其传动比是固定的，即角传递特性无法改变，导致汽车的转向响应特性无法控制，传动比无法随汽车转向

12、过程中的车速、侧向加速度等参数的变化而进行补偿，驾驶员必须在转向之前就对汽车的转向响应特性进行一定的操作补偿，这样无形中增加了驾驶员的精神和体力负担。 2.液压助力转向系统 液压助力转向系统（HPS）是在传统机械转向系统基础上额外加装了一套液压助力系统，一般由油泵、V 形带轮、油管、供油装置、助力装置和控制阀等组成。它以液压油为动力，通过液压泵产生的动力来推动机械转向器工作。 由于该系统通过液压力作用来推动传统机械转向机构的转向运动，从而减轻了驾驶员的劳动强度，在一定程度上解决了传统机械转向系统由于传动比固定而造成的转向“轻便”与“灵敏”之间的矛盾。但是，这类动力转向系统是靠方向盘转动时带动扭

13、杆直接改变液压系统油路的通道面积来提供可变的助力。即助力大小与车速的高低没有关系，只与转向角度有关。转向盘转过的角度越大，液压系统提供的助力也越大。同时，该系统存在着以下缺点：（1）不管汽车转不转向，只要发动机工作，液压助力泵就会在发动机带动下工作，额外消耗发动机的能量。（2）转向助力特性不可调，高速和低速时助力特性相同。在低速转向需要较大助力时，往往因发动机转速低而助力效果差，而在高速转向需要较小助力时，会因发动机转速高而助力作用大，导致转向过于灵敏，使汽车的操纵稳定性变差。 （3）液压系统本身所固有的液压油泄漏问题和转向噪声使得转向舒适性大大下降，同时对环境造成污染。由于液压助力转向系统工

14、作可靠、技术成熟，能提供大的转向助力，目前被广泛应用。 3.电液助力转向系统 电液助力转向系统的转向助力特性在工作时可以改变。它主要有 2 种类型：电控液压助力转向系统(ECHPS)和电动液压助力转向系统(EHPS)。目前汽车上应用最多的是电动液压助力转自系统。 （1）电子控制式液压动力转向系统 电控液压助力转向系统（ECHPS）是在液压助力转向系统基础上增加了控制液体流量的电磁阀、转矩传感器、车速传感器以及转向控制单元等元件。理想情况下，汽车在原地转向时要求转向尽量轻便，在汽车以不同的速度运行时，能实时提供相应的转向助力以克服该运行速度下的转向阻力，使驾驶员既能轻便地操纵方向盘，又有足够的路

15、感。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文2在转向过程中， ECHPS 存在着由于油泵的持续工作所造成的多余能量消耗，整个液压系统占用空间大、容易泄漏、噪声大等缺点，而且增加了车速检测控制装置。而且控制阀的结构较 HPS 复杂且成本较高，目前主要应用于高级轿车及运动型乘用车上。 （2）电动液压助力转向系统 电动液压助力转向系统（EHPS）也是在液压助力转向系统基础上发展起来的。其特点是将原来由发动机驱动的液压助力泵改由电动机驱动，并且增加了车速传感器、转向角速度传感器以及转向控制单元等电控装置。该系统的液压储油罐、油泵、电动机和转向控制单元都集成在电动机油泵组内。工作时转向控制单元根据汽车的行驶速

16、度和方向盘转向角度等输入信号计算出理想的输出信号，控制电动机输出适当的功率，驱动液压助力泵工作。通过液压油为转向器提供助力。 与液压助力转向系统相比，它节省了发动机的燃油消耗，提高了经济性。 电液助力转向系统尽管在液压助力转向系统基础上有了较大的技术改进，但液压装置的存在使得该系统仍有难以克服的缺点，如存在渗油、不便于安装维修等。虽然实现了变助力特性，但该系统在液压助力系统基础上又增加了电子控制装置，使得系统结构复杂，成本增加。由于电液助力转向系统技术较为成熟，可以实现整车电控系统的一体化，作为传统液压助力转向系统向电动助力转向系统过渡的中间技术，在一定时间内还将继续得到应用和发展。 4.电动

17、助力转向系统（EPAS 或 EPS）电动助力转向系统是在传统机械转向系统的基础上，增加了传感器装置、电子控制装置和转向助力机构等。其特点是使用电动执行机构在不同的驾驶条件下为驾驶员提供合适的助力。系统主要由电子控制单元 ECU、扭矩传感器、车速传感器、电动机、离合器和转向柱总成等组成。 EPS 与 HPS 相比，除节省能源外，由于取消了液压系统而提高了环保性能，很好地解决了液压传动带来的种种弊端。整套系统由生产厂家一起提供给整车生产厂，可以直接安装。对不同车型、不同工况以及不同驾驶员所需的不同转向助力特性，可通过软件修改，方便快捷。完整的 EPS 系统还包括故障诊断与安全保护系统。当发生故障时

18、，能停止助力，自动恢复到手动控制方式并发出警报信号，同时显示所记忆的异常内容如扭矩传感器本身异常、车速传感器异常以及电动机工作异常、蓄电池异常等等。 电动助力转向系统已成为目前汽车转向系统技术发展的主流，但是该系统也有其局限性，由于电动机的发电功率和提供的转向助力也很有限，如果车身较重，转向系统需要有较大的驱动力量，电动助力转向系统就显得力不从心了。所以该系统多用于小型汽车上，目前已大量装备到中高级轿车上，并逐渐向普通型轿车和小型商用汽车发展。第二章 电控转向系统的简要概述3第二章第二章 电控动力转向系统的简要概述电控动力转向系统的简要概述2.1 电控动力转向系统的作用电控动力转向系统的作用汽

19、车电控动力转向系统的功能就是根据各传感器的信号判断驾驶意愿和车辆状态信息，借助于液压系统的液体压力或电动机驱动力来对车轮的转向实现不同程度的助力，所以动力转向系统也称为转向助力装置。一般电控动力转向系统应满足以下要求：（1）优越的操纵性； （2）合适的转向力； （3）平顺的回正性能； （4）要有随动作用；（5）减小从道路表面传来的冲击； （6）工作可靠。2.2 电控动力转向系统的类型及其工作原理电控动力转向系统的类型及其工作原理电控动力转向系统分为电动式电控动力转向系统和电控液压动力转向系统两大类。2.2.1 电控电动式动力转向系统组成及其工作原理电控电动式动力转向系统组成及其工作原理1.组成

20、：EPS 系统由扭矩传感器、车速传感器、电流传感控制单元（ECU） 、助力电动机和减速机构等组成。电动机的功能是根据 ECU 的指令输出适宜的助力扭矩是，EPS 系统的动力源，对 EPS 系统的性能影响很大，是 EPS 系统的关键部件之一。EPS 系统对电动机不仅要求低转速大扭矩、波动小、转动惯量小、尺寸小、质量轻，而且要求可靠性高、易控制，一般多采用无刷永磁式直流电动机。 图2-1 电控电动式动力转向系统组成及其工作原理图2.工作原理：EPS系统的基本工作过程（如图2-1）是：汽车转向时，扭矩传感器和车扭矩传感器车速传感器控制装置电动机转向助力淮安信息职业技术学院毕业设计论文4速传感器将检测

21、到的扭矩、方向信号及车速信号传给ECU， ECU根据扭矩传感器的信号和车速信号确定电动机扭矩的大小和方向，电动机再通过离合器、减速机构等把此扭矩传递给扭杆，最终起到为驾驶员提供转向助力的效果，使汽车转向更轻便。车速越低助力越大，车速越高助力越小。当车速大于一定值时，取消助力，将直流电动机反接制动，目的是在汽车高速行驶时增加操作方向盘的手感，保证行驶安全。EPS系统本身是一个比较复杂的非线性随动系统，容易受到车速、扭矩测量装置的精度与灵敏度、路况产生的系统扰动等因素的影响，因此EPS系统对实时性要求较高。3.电控动力转向系统的特点：（1）电控动力转向系统的优点：1）减小转向时的操纵力；2）根据车

22、速的高低和行驶条件的变化（静态或动态；好路或坏路） ，提供合适的转向助力，提高汽车行驶的安全性、操纵性和稳定性；3）当遇到巨大的单边冲击或爆胎时，转向轮会猛然向一方偏转，阻止车轮偏转，从而提高了汽车行驶的安全性。 （2）电控动力转向系统的缺点：结构复杂，功率消耗大，容易产生泄漏，转向力不易有效控制。2.2.2 电控液压动力转向系统的类型及其工作原理电控液压动力转向系统的类型及其工作原理1.电控液压动力转向系统的类型（1）流量控制式EPS（如图2-2所示） 图 2-2 流量控制式液压助力转向系统图1-动力转向油泵；2-电液比例阀；3-动力转向控制阀；4-ECU；5-车速传感器由图 2-3 可见，

23、该系统主要由车速传感器、电液比例阀、整体式动力转向控制阀、动力转向油泵和电子控制单元等组成。电液比例阀安装在通向转向动力缸活塞两侧油室的油道之间，当电液比例阀的阀芯完全开启时，两油道就被电液比例阀旁路（相当于电路中的短路） 。流量控制式液压助力转向系统就是根据车速传感器的信号，控制电液比例阀阀芯的开启程度，从而控制转向动力缸活第二章 电控转向系统的简要概述5塞两侧油室的旁路液压油流量，来改变转向盘上的转向力。车速越高，流过电液比例阀电磁线圈的平均电流量越大，电液比例阀阀芯的开启程度越大，旁路液压油流量越大，流入动力缸的流量越小，使转向盘的灵敏度下降，这就是流量控制式液压助力转向系统的工作原理。

24、图 2-3 流量控制式液压助力转向工作原理图 （2）反力式 EPS图 2-4 反力控制式动力转向系统的组成由图 2-4 可见，系统主要由转向控制阀、分流阀、电液比例阀、转向动力缸、转向油泵、储油箱、车速传感器（图中未画出）及电子控制单元等组成。转向控制阀是在传统的整体转阀式动力转向控制阀的基础上增设了油压反力室而构成。扭力杆的上端通过销子与转阀阀杆相连，下端与小齿轮轴用销子连接。小齿轮轴的上端部通过销子与控制阀阀体相连。转向时，转向盘上的转淮安信息职业技术学院毕业设计论文6向力通过扭力杆传递给小齿轮轴。当转向力增大，扭力杆发生扭转变形时，控制阀体和转阀阀杆之间将发生相对转动，于是就改变了阀体与

25、阀杆之间油道的通、断关系和工作油液的流动方向，从而实现转向助力作用。分流阀是把来自转向油泵的机油向控制阀一侧和电液比例阀的一侧进行分离的阀。按照车速和转向要求，改变控制阀一侧与电液比例阀一侧的油压，确保电液比例阀一侧具有稳定的机油流量。固定小孔的作用是把供给转向控制阀的一部分流量分配到油压反力室一侧。电液比例阀的作用是根据需要将油压反力室一侧的机油流回储油箱电子控制单元（ECU）根据车速的高低线性控制电液比例阀的开口面积。当车辆停驶或速度较低时，ECU 使电磁线圈的通电电流增大，经分流阀分流的机油，通过电液比例阀重新回流到储油箱中，所以作用于柱塞的背压（油压反力室压力）降低。于是柱塞推动控制阀

26、转阀阀杆的力（反力）较小，因此只需要较小的转向力就可使扭力杆扭转变形，使阀杆与阀体发生相对转动而实现转向助力作用。当车辆在中高速区域转向时，ECU 使电磁线圈的通电电流减小，电液比例阀开口面积减小，所以油压反力室的油压升高，作用于柱塞的背压增大，于是柱塞推动转阀阀杆的力增大，此时需要较大的转向力才能使阀体与阀杆之间作相对转动（相当于增加了扭力杆的扭转刚度） ，而实现转向助力作用，所以在中高速时可使驾驶员获得良好的转向手感和转向特性。（3）阀灵敏度控制式 EPS 图 2-5 阀部等效液压回路阀灵敏度控制式 EPS 是根据车速控制电液比例阀，直接改变动力转向控制阀的油压增益（阀灵敏度）来控制油压的

27、方法。这种转向系统结构简单、部件少、价格便宜，而且具有较大的选择转向力的自由度，可以获得自然的转向手感和良好的转向特性。转子阀的可变小孔分为低速专用小孔（1R、1L、2R、2L)和高速专用小孔（3R、3L）两种，在高速专用可变孔的下边设有旁通电液比例阀回路。如图 2-5所示为该系统的阀部等效液压回路，其工作过程如下：第二章 电控转向系统的简要概述7当车辆停止时，电液比例阀完全关闭，如果此时向右转动转动盘，则高灵敏度低速专用小孔 1R 及 2R 在较小的转向扭矩作用下即可关闭，转向油泵的高压油液经 1L 流向转向动力缸右腔室，其左腔室的油液经 3L、2L 流回储油箱。所以此时具有轻便的转向特性。

28、而且施加在转向盘上的转向力矩越大，可变小孔 1L、2L 的开口面积越大，节流作用越小，转向助力作用越明显。随着车辆行驶速度的提高，在电子控制单元的作用下，电液比例阀的开度也线性增加，如果向右转动转向盘，则转向油泵的高压油液经 1L、3R 旁通电液比例阀流回储油箱。此时，转向动力缸右腔室的转向助力油压就取决于旁通电液比例阀和灵敏度低的高速专用可变孔 3R 的开度。车速越高，在电子控制单元的控制下，电液比例阀的开度越大，旁路流量越大，转向助力作用越小；在车速不变的情况下，施加在转向盘上的转向力越小，高速专用小孔 3R 的开度越大，转向助力作用也随之增大。由此可见，阀灵敏度控制式动力转向系统可使驾驶

29、员获得非常自然的转向手感和良好的速度转向特性。 2.电控液压动力转向系统的工作原理（1）低车速转向或停车转向时在低车速转向或停车转向时，此时车速低或为零，ECU 接收到车速传感器的小车速信号后，ECU 即给电磁阀输送一个大电流，电磁阀阀口开大，对控制阀轴杆上的液压反应力较小。此时，给驾驶员一个较小的转向感觉。此时，驾驶员只需施加一个较小的转向盘力，即和扭杆的扭转力矩相等的力。因此，在低车速转向时，通过小的转向盘力就可以产生大的液压助力。（2）中高速小转向时汽车中高速行驶时，当方向盘从直线前进状态转入小转动量状态，即小转向时，控制阀轴根据扭杆的扭转角度而转动，转阀内的油压增加，转阀内的油液通过液

30、流控制阀流到液压反应室。同时，当车速升高时，ECU 接收到车速传感器的中高车速信号后，ECU 即给电磁阀输送的电流减小，电磁阀开度减小直至关闭，从转阀中来的较大的油压通过液流控制阀流到液压反应室，较大的液压力作用在液压反应室的活塞上，该液压反应力传递到方向盘，给驾驶员一个中等的转向感觉。（3）中高速大转向时在中高速大转向时，即中高速且方向盘转角又大时，转阀内的油压进一步增加。同时，因中高速时电磁阀关小或关闭，并且大转向时因油压高而使液流控制阀关闭。因此，液压反应室中压力的增大，仅仅是根据流过管孔液流量的增大而增大。相应地，液压反应力随着转向角的增大而增大，这使转向盘的反应力在高速大转向角时保持

31、较大的值，以提醒驾驶员集中注意力。淮安信息职业技术学院毕业设计论文8第三章第三章 电控动力转向系统的故障诊断与检修电控动力转向系统的故障诊断与检修3.1 电动动力转向系统电控元件的原理与故障检修电动动力转向系统电控元件的原理与故障检修1.转矩传感器转矩传感器测定方向盘与转向器输出轴之间传递的转矩，并且将其转矩大小转化为电压值信号，送给ECU，是控制转向助力大小的一个重要决定因素，因此其输出信号的正确与否将直接影响车辆的操纵安全，特别是高速行驶中的车辆。图3-1 电位计原理图其原理相当于一个电位计，如图3-1所示。两个输入端通过线路连接电控单元（ECU）的VCC 和GND 端口，分别是5V 和0

32、V，转矩传感器的两个输出端，即主扭IN+和副扭IN-，通过线路分别连接ECU。其输出特性如图3-2所示，当转向盘处于中间位置时，转矩传感器的主扭和副扭的输出电压均为2.5V；当转向盘向右旋转时，主扭（IN+）端口的电压大于2.5V，副扭（IN-）端口的电压小于2.5V；当转向盘向左旋转时正好相反。这里设计了双回路输出，其中IN-信号用于与控制转向助力的IN+信号进行比较，对IN+信号异常与否进行判别，因为仅对IN+信号是否超过规定值的异常判别是远远不够的。 第三章 电控动力转向系统的故障诊断与检修9图3-2 转矩传感器输出特性转矩传感器在长期的往复工作中，机械零件间的相互磨损对信号输出会产生一

33、定的影响，但目前成熟的转矩传感器的往复超过200万次可靠性试验表明，这种磨损在其使用寿命期内其影响可以忽略。2.直流电动机电动机是EPS 助力转向的主要执行部件，也是决定车辆行驶安全的重要部件之一，因此要求必须具有高的可靠性、高功率输出、低噪声和振动、转矩损失少、尺寸小、重量轻以及具有良好的动态特性，同时考虑到国内开发的EPS主要应用于经济型轿车以及汽车上一般采用直流电源，本系统选用DFL-01(ZXZD63)小型永磁直流电动机作为EPS 控制系统的助力电动机。其功用主要是根据ECU 的指令产生相应的转矩输出，其中ECU是利用PWM技术控制电动机H 桥式驱动电路的场效应晶体管MOSFET的通/

34、断（即控制其占空比） ，来控制电动机两端的电压，实现控制电机电流的变化。基于上述的分析，结合工作过程中可能出现的一些机械损伤和线路的断路或短路，电动机可能出现如下一些问题：（1）电机与ECU 间的接线出现断路或短路（2）电刷与换向器接触不良；（3）电枢与定子磁极卡死，转子转不动；（4）电枢绕组开路；（5）电枢绕组受潮发热，而且散热不好；（6）电动机长时间过载运行，引起电动机壳体发热，以至于烧坏；（7）电枢绕组有部分线圈元件短路。3.车速和发动机转速信号图3-3 速度传感器与ECU 接线示意图车速信号是决定助力大小的另一个重要因素，转向助力随着车速的提高应该有所下降，以保证有适当的路感。特别在高

35、速行驶时，路感信息对驾驶员尤淮安信息职业技术学院毕业设计论文10为重要。常用的车速传感器有电磁感应式、磁性式、光电式和霍尔式。在EPS中，车速信号与电控单元的接线如图3-3，车速传感器测得的车速脉冲信号通过速度里程表送给电控单元ECU，车速里程表将这些信号转换成相应的车速指针读数，同时也把它转换成双倍周期的ON/OFF 信号SP1。车辆行驶中，当速度里程表读数正常时，速度信号的异常主要由ECU 与速度里程表之间的接线不当引起。图3-4 发动机转速信号与ECU 的关系发动机转速信号SP2 与电控单元ECU 的接线如图3-4，发动机点火一次，产生一个脉冲信号，脉冲信号通过抑噪器送给ECU，经过一定

36、时间内的脉冲个数来计算发动机的转速。在点火开关正常情况下，引起SP2 信号异常的主要原因是点火开关与电控单元间的接线不当。根据上述分析，车速和发动机转速信号异常原因主要是：车速传感器、速度里程表与ECU，或者点火开关与ECU 之间的接线出现短路、断路或接触不良，或者车速传感器、速度里程表等出现故障，而这些原因将直接导致输入ECU 的信号变化。又因为在车辆行驶中，发动机转速和车速之间具有一定关系，因此可以通过发动机转速信号来间接判断车速信号是否异常，由于车辆低速行驶或怠速转向时，需要有大助力电流，以保证轻便性；高速行驶转向时，需要保证转向助力稳定在一个较小的值，以保证驾驶员良好的路感。4.电磁离

37、合器通过电流流过电磁线圈产生的吸力实现转矩的传递，因此可以通过控制电磁线圈的电流实现传递转向助力。此外，由于其主要作用是传递助力转矩，在工作过程中其接合与分离正确与否将直接影响车辆行驶的安全性，即需要对离合器的工作状态进行实时监测，一旦出现异常，系统要能通过其它方式保证助力的切断。电磁离合器的工作情况比较简单，使用中可能出现的故障主要是离合器与ECU 间的接线的断路或短路。试验证明，在不转向时，只需要提供0.3A 就可以保证离合器正常的结合；传递最大助力转矩时，需要0.82A。而在线路出现短路或断路时，离合器线路电流将远远超过0.82A 或接近0A。因此可以通过实时第三章 电控动力转向系统的故

38、障诊断与检修11监测离合器线路的电流来判断其是否正常。5.微控制器（ECU）ECU 主要由硬件电路和软件程序组成，在电源、电机等其它外围部件正常工作时，其本身的可靠性比较高，硬件本身不易出现故障。但是某些外围部件的短路将会对ECU造成致命的损伤，本文主要考虑驱动CPU的稳压电源短路和电动机过电流等故障，如CPU稳压电源的12V电源输入端与其输出端（直接连接CPU）出现短接，将烧坏CPU；不小心或接线盒不良导致电动机的正负极出现了短接，突然转向时将引起MOSFET 管击穿直通或相关电路损坏。这些损伤都具有瞬间性和致命性，因此，为了优先保护ECU 不受损害，必须要对稳压电源和电动机电流设立监测电路

39、，此外，还有蓄电池及其线路可能出现接触不良、与地短接、电池亏电，或者电源电压过高或持续偏高等异常现象，可以通过检测蓄电池两端电压来判断，一般正常电压为1016V。3.2 液压动力转向系统故障的主要现象及检修液压动力转向系统故障的主要现象及检修1.怠速时原地转动转向盘，转向盘抖动，或停车的骤间转向盘抖动。该故障主要是工作油压过低造成的，而油压过低的故障原因有下列几种：（1）油液液面过低；（2）油液内存有空气，储液罐内有气泡；（3）液泵皮带过松或沾有油液（快速转向时有较大的皮带尖叫声，转向盘阻力陡增） ；（4）溢流阀被卡滞。溢流阀应在泵体内滑动自如，如阀卡滞，应用1200金相砂纸沿周围方向打磨。还

40、要注意溢流阀端部的防松螺栓是否有松动，弹簧是否过软；（5）安全阀失效（弹簧坏或阀球被粘在开放状态） ；（6）滑阀磨损，更换控制阀总成；（7）泵压不足或转向机构外部泄漏。检查动力转向机构外部泄漏点时，擦干净动力转向系统外部的油迹，检查并拧紧所有软管的接头，启动发动机，并使其快怠速运转，支起前桥将转向盘以一个止端打到另一个止端，打到止端时停留时间不要超过5s。随着油压的升高就能较快地查到漏油部位。2.转向盘自由行程过大当转向器的小齿轮与齿条间隙过大，造成转向自由行程过大时，排除方法是调整转向器小齿轮的预紧力；当转向器的轴承磨损，造成转向自由行程过大时，排除方法是更换轴承；当转向器安装螺栓松动，由于

41、转向器产生位移，使转向自由行程过大时，排除方法是紧固转向器安装螺栓；当转向横拉杆球头销磨损，造成转向器自由行程过大时的排除方法是，更球头销；若转向万向节的淮安信息职业技术学院毕业设计论文12磨损，造成转向自由行程过大，排除方法是更换传动轴的万向节或万向节的轴承；若转向柱、传动轴和转向器之间的链接螺栓松动，造成自由行程过大，排除方法是紧固链接螺栓；若电动汽车方向盘与转向柱链接松动，一方面可能是键松动，另一面是紧固螺母松动，造成转向自由行程过大，其排除方式更换方向盘或转向柱，并紧固螺母。3.左右转向轻重不同（1）滑阀偏离中间位置，滑阀两端预留缝隙不等（应各预留1mm）或滑阀台肩不等；（2）助力缸活

42、塞一侧有空气；（3）滑阀通往助力缸侧的油管堵塞或高压油管接头有漏损。4.行驶中动力转向泵内有异响声及前轮摆震（1）液压泵内有空气或形成真空。如油液液面过低，油中有气泡，都会造成泵内有空气。油滤器堵塞，中高速时供油不足，在泵内会形成真空；（2）皮带打滑，过松或沾有油污，快速转向时会发出尖叫声。汽车行驶中，前轮发摆是一种常见故障，分低速摆振和高速摆振两种。低速摆振大多是由转向系统机件磨损松旷及调整间隙过大引起;高速摆振除包括低速摆振的原因之外，主要是车轮不平衡、前轮定位失准、前轮变形及钢板弹簧发生位移等原因造成的； （3）前束过大，使前轮平面不平行度过大，导致车轮行驶时极难稳定，出现振动和摇摆，使

43、之转向不稳，应重新按规范调整前束； （4）前轮毅轴承紧固不到位(或损坏)，使前轮轴向及径向间隙增大，导致车轮跳动及摆振加剧，造成车轮不稳定，此时应调整轮毂轴承预紧度或更换轴承；（5）万向盘游动间隙过大(自由转角超过300)时，车辆行驶中会感到“方向发飘” ，此时应首先检查方向盘、紧固螺栓及配合花键有无松动现象，必要时拆检转向器内部机件，查明其故障原因；（6）前轴弯曲变形，横直扭杆球头销与球头座磨损松旷及紧固螺钉松脱，转向节主销(立轴)与衬套磨损松旷，超过使用极限、配合间隙过大，也会引起前轮摆振，需按规范予以检修调整；（7）前钢板弹簧左右高低不一，左右弹性不均，骑马螺栓松动、前钢板弹簧销松旷，减

44、振器失效等，均使前轮振动无法迅速衰减，导致前轮振动加剧，使之转向不稳，应逐项检修，必要时更换损坏部件； （8）车轮总成不平衡、前轮胎内侧增加了胎垫或轮辆(钢圈)加过焊，均使车轮产生离心力。此离心力的方向随车轮的转动而变化，导致车轮上下跳动和左右摇摆，继而通过转向机构传至方向盘使其抖动。车速越高，此现象越明显。此时应重新对转向前轮进行动平衡试验，合格后才能装车使用； 第三章 电控动力转向系统的故障诊断与检修13（9）转向器啮合传动副过度磨损，使啮合间隙加大，转向前轮的约束力下降，导致车轮摇摆使汽车转向不稳;转向器固定螺丝松动，使转向器晃动，车轮所受约束下降，致使车轮跳动，摇摆加剧。此时，应紧固转

45、向器固定螺栓，或更换过度磨损的机件。 5.动力转向系统转向盘转矩的检查转向盘转距检查的前提条件：储液罐的液面高度正常、无气泡，皮带的张力正常，汽车停在平坦干燥的路面上。让车辆怠速运转，向左右止端打几次转向盘，然后田到直线行驶的位置，用弹簧秤沿切线方向拉动转向盘，转向轮刚开始转动时的拉力应少于或等于30n。否则应检查转向油泵的压力是否正常。6.转向沉重的判断与排除：故障现象：（1）汽车转弯行驶时，转动转向盘很吃力；（2）汽车转向时，转向盘不能自动回位。 故障排除：1）检查汽车是否超载或前部装载过多，前轮胎气压是否过低，若轮胎气压偏低，应充气使之达到规定值；2）支起前桥，用手转动转向盘试验。若感到

46、转向盘轻便，说明前轴或车架变形，前轮定位失准等，应检查校准；若转向仍感沉重，说明故障在转向器或转向传动机械，与前桥和车桥无关。3）拆下转向摇臂，转动转向盘试验。若感觉转向轻便，说明故障在转向传动机构；用手左右扳动前轮试验，检查转向节主销与衬套的配合情况，若扳动车轮比较费力，说明转向节主销润滑不良或配合间隙过小，应加注润滑脂或调整配合间隙；检查转向节止推轴承，若轴承缺油或损坏，应更换；检查转向拉杆各球头的润滑和松紧度情况，若拉杆球头过紧，应加注润滑脂或调整拉杆球头的松紧度，若转向仍然沉重，说明故障在转向器；应检查转向器内润滑油量和质量若润滑油液面过低，说明转向器内缺少润滑油，应添加至规定位置若润

47、滑油变质，应更换润滑油；检查转向器自由行程，若自由行程过小，说明转向器啮合转动副啮合间隙过小，应调整；转动转向盘，查听转向轴与套管有夫碰擦声，若有碰擦声，说明转向轴或套管变形，应校直；检查转向传动轴万向节，若万向节缸油，应加注润滑脂，若万向节十字轴轴承损坏，应更换；检查转向器蜗杆上下轴承的预紧度，若预紧度过大，应调整；经上述检查均正常，应拆检转向器，检查转向器内部的轴承、衬套、啮淮安信息职业技术学院毕业设计论文14合副齿有损坏或严重磨损等，根据检视情况，更换相应零部件。3.3 液压动力转向系主要元件的故障检修液压动力转向系主要元件的故障检修 液压动力转向装置主要包括动力转向油泵和动力转向器等。

48、3.3.1 动力转向油泵的结构动力转向油泵的结构与检修与检修1.动力转向油泵的结构动力转向油泵为转子式。它主要由油泵壳体、油泵转子、油泵叶片、流量控制阀、安全阀以及油泵传动轴等组成。为使结构紧凑，转向油泵将流量控制阀、安全阀和油泵制成一体而成为整体式结构。流量控制阀用来控制油泵的输油量，安全阀用来控制油泵的输出压力。2.动力转向油泵的检修（1）检查流量控制阀是否有磨损、毛刺或其他对阀槽边缘的损坏现象。若有，则更换转向油泵总成。（2）检查油泵壳体上的流量控制阀阀孔有无磨损、刮伤或其他损坏现象，若有，则需更换转向油泵总成。（3）如图 3-5 所示，将流量控制阀装入油泵壳体阀孔内，检查流量控制阀在阀

49、孔内是否移动自如。若有不良，则更换转向油泵总成。图 3-5 检查流量控制阀在阀孔内是否移动自如 第三章 电控动力转向系统的故障诊断与检修15图 3-6 检查安全阀的工作压力（4）检查安全阀的工作压力。如图 3-6 所示在安全阀座端连接一合适的软管，再将流量控制阀（连同安全阀）浸入盛有转向油或溶剂的容器中，然后给软管通以压缩空气，观察从阀体中冒出气泡时压缩空气的压力值。若上述检测压力低于 98kPa，则应更换转向油泵总成。（5）检查滚珠轴承有无磨损或转动不自如现象。若有，则应予更换。更换时，应如图 3-7 所示使用压力机将其从油泵传动轴上拆下。图 3-7 滚珠轴承的拆卸淮安信息职业技术学院毕业设

50、计论文163.3.2 动力转向器的结构与检修动力转向器的结构与检修图 3-8 动力转向器的结构1.动力转向器的结构如图 3-8 所示，转向器主要由壳体、转向螺母、摇臂轴、转向控制阀和一些密封件、标准件组成，壳体相当于一个动力油缸，转向螺母即是螺母，又是活塞，又是齿条，承当着液压助力，把液压能转化为机械力；摇臂轴则把机械力转化为力矩输出，带动横直拉杆实现车轮转动。转向控制阀负责油液的分配，按照驾驶员的意志负责提供车轮左转向或右转向的液压能源，相当于人的大脑指挥系统，是转向器的核心部件，也是转向器性能集中体现之所在。从机械结构看，它是典型的二级减速传动机构：第一级传动：由方向盘的旋转运动转化为转向

51、螺母的直线运动；第二级传动：由转向螺母的直线运动，即齿条的移动转化为扇齿的旋转运动，从而输出力矩。根据人们驾驶车辆的习惯，减速范围一般取 1624：1。从液压结构看，它是典型的三位四通 H 型方向阀。汽车的行驶方向有三种：左转向、直线行驶、右转向，因此涉及到的油路也必须和汽车行驶要求相一致。它的油路有四个通道，一个是进油通道，一个是回油通道，一个是左转向通道，一个是右转向通道。2.全液压转向器常见故障分析与排除：（1）转向轮跑偏机器工作时，未操纵方向盘，转向轮自动跑偏，不能保证直线行驶。主要原因是转向器内阀芯与阀套间的三对定位弹簧片折断，使阀套不能自动回到中立位置转向器失去随动功能。此时，必须

52、更换定位弹簧片。第三章 电控动力转向系统的故障诊断与检修17（2）转向器轴端漏油此故障是转向器阀芯外伸轴颈处“O”形密封圈失效引起，更换密封圈即可排除故障。若是密封圈处轴颈磨损，可采用电刷镀方法修复。3.4 液压动力转向系统的维护液压动力转向系统的维护1.转向液压油液面高度的检查检查方法：检查时要求车辆停在平地上，是车轮处于直行位置。启动发动机，并使发动机达到正常工作温度后进行。使发动机怠速运转大约 2min，左、右打几次转向盘，使油温达到 5080，关闭发动机。观察液面应处于 Max（上限）与 Min（下限）之间，当油液液面高度低于上述液位时，则需添加液压油，注意所加液压油必须与原液压油规格

53、相同。2.动力转向液压油的更换（1）检查方法：因为液压动力转向系统的油液是在高温高压下工作的，容易变质，所以，即使油液看起来比较干净，也要定期更换，一般每行驶40000km 应更换油液，尽量避免人工换油，多采用机器换油。（2）换油方法：换油时，在转向系统加油时或转向系统混入空气时，需要将空气排出。排气的方法是先将油液注到油管规定的液面高度，然后启动发动机，将前轴顶起，发动机以怠速运转，卸下转向器下部的放油螺塞，左、右打方向盘至极限位置数次，反复几次，并不断往油罐补充油液，同时，松开系统中的放气螺钉，直到油液充满整个系统，放气口没有气泡冒出，油罐内液面不再下降为止，然后拧紧放气螺栓。3.动力转向

54、系统密封性的检查检查方法：转向系统密封性的检查应在热车时进行，将转向盘快速向左、右两侧转自极限位置（注意极限位置停留不得超过 5S） ，并保持不动。目测检查转向控制阀、齿条密封（松开波纹管软管夹箍，再将波纹管推至一旁） 、叶轮泵、油管接头是否有漏油现象，如有渗漏应更换密封件。同时检查观察各管路接头处是否漏油，管道是否有扭曲、破损、裂纹、凹瘪等现象。如有上述现象应更换管道。4.转向油泵皮带张紧力的检查检查方法：一种快速方法：汽车停在干燥的路面上，运转发动机是油液上升到正常温度，左右转动转向盘，此时驱动皮袋负荷最大，如果皮带打滑，说明皮带紧度不够或油泵内有机械损伤。另一种方法：关闭发动机，用手以约

55、100N 的力从皮带的中间位置按下，皮带应有约 10mm 挠度为合适，否则必须调整。汽车每行驶 15000Km 时，应检查皮带的张紧力，必要是更换。皮带张紧力的调整方法：（1）松开转向油泵支架上的固定螺栓。淮安信息职业技术学院毕业设计论文18（2）松开特别螺栓的螺母。（3）通过张紧螺栓把皮带绷紧，当用以 100N 的力从皮带的中间位置按下，皮带应有约 10mm 挠度为合适。（4）拧紧特别螺栓的螺母，拧紧转向油泵支架上的固定螺栓。5.动力转向系统的检查（1）检查转向操纵力检查方法：将汽车停放在水平干燥的路面上，油液温度达到 4080，轮胎气压正常，并使前轮处于直线行驶位置。发动机怠速运转，将以弹

56、簧秤钩在转向盘边缘上，拉动转向盘，检查转向盘左右转动一圈所需拉力变化，一般来说，如果转向盘操作力超过 44.5N，说明动力转向工作不正常，应检查有无皮带打滑或损坏、转向油泵输出的油压或油量低于标准、油液中是否参入空气、油管是否有压瘪或扭曲变形等故障。（2）转向盘回位检查检查方法：检查时一面行驶一面观察下列各项：1）缓慢或迅速转动转向盘，检查两种情况下转向盘的操作力有无明显差别，并检查转向盘能否回到中间位置。2）使汽车以约 3.5Km/h 的速度行驶，将转向盘顺时针或逆时针转动 90 度，然后放开手 12S，如果转向盘能自动回转 70 度以上，说明工作正常，否则应查明故障原因并予排除。（3）转向

57、油泵压力的检查检查方法：将量程为 15Mpa 的压力表和节流阀串接到转向油泵和转向阀之间的管路中，启动发动机，如有需果，向储油罐中补充 ATF 油。启动发动机，使发动机怠速运转，转动转向盘数次。急速关闭节流阀（不超过 510s） ，并读出压力数，额定值应为 6.88.2Mpa（桑塔纳 2000）若压力足够，说明转向油泵正常。如果没有达到额定值，就应检查压力和限流阀是否完好。如果不正常就应该更换溢流阀、安全阀或更换转向油泵。（4）系统压力的检查检查方法：接好压力表和节流阀，将节流阀打来，启动发动机并以怠速运转，是转向盘向左、右旋转到极限位置，同时读出压力表上的压力，额定值为6.88.2Mpa。如

58、果向左、右的额定值达不到要求，就要修理转向器或更换总成。 第四章 典型电控动力转向系统故障的案例分析与排除19第四章第四章 典型电控动力转向系统故障的案例分析与排除典型电控动力转向系统故障的案例分析与排除4.1 捷达捷达 GTGT 轿车转向过程中出现异响轿车转向过程中出现异响4.1.1 故障现象故障现象一辆捷达 GT 轿车，在转动转向盘进行转向时会出现“吱、吱”异响。4.1.2 故障诊断与排除故障诊断与排除捷达 GT 轿车带有转向助力装置，由于其部件不易拆解维修，通常采用换件修理法。根据维修人员的维修经验，转向动力泵是助力转向系统中的易损件，而且动力泵出现故障，通常都会在转向过程中出现异响，因

59、此先将转向动力泵进行更换，但故障仍然存在。来回转动转向盘，认真检查，在转向过程中，用手摸动力泵和高压管，出现“吱、吱”声时，手摸处感到异常振手，类似于转向打到头的现象，可能是油路不畅引起，于是又更换了高压油管，但故障仍未消失。于是将液压油放掉，继续检查，细心观察，终于发现了问题。原来，高压油储液罐的进油直径稍小，而且油孔中有一飞边，挡住了 1/3 的油道。更换储液罐并进行加油排气，再起动发动机，转动转向盘，故障即消失。再将换下来的动力泵和高压油管换回去，转向试车，一切正常，说明转向动力泵等没有故障，故障在储液罐。由于储液罐进油孔孔径小，造成转向器回路不畅，油压偏高，产生异响。4.2 2007

60、年款迈腾年款迈腾 1.8TSI 自动变速档车型转向沉重自动变速档车型转向沉重4.2.1 故障现象故障现象行驶过程中，电控机械助力转向系统故障警告灯忽然点亮，车辆的转向感觉沉重。4.2.2 故障诊断与排除故障诊断与排除在一般的电动助力转向系统程序处理中，设置了故障谚断功能，在程序运行中，实时监测各传感器信号，当发现故障时，立即停止电动机的工作，转变为手动转向模式。当系统故障灯亮时，我们可利用VAS5052A诊断电脑，选择02 -44-004. 01，进人动力转向的自诊断功能，检查故障代码存储器，读得故障代码“00573，转向扭矩传感器一G269不可靠信号” 。此故障码不能用仪器清除，是车辆的实时