汽车转向盘摆振故障分析 1.docx

汽车转向盘摆振故障分析 1.docx

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汽车转向盘摆振故障分析1

转

向

盘

摆

振

故

障

分

析

学院：

机械与汽车学院

班级：

11级汽检一班

学号：

2011061592

姓名：

邢云天

指导老师：

朱敬超老师

汽车转向盘摆振故障分析

摘要:

在汽车行驶中，方向盘摆振最为常见，方向盘摆振不但影响驾驶员对汽车的操纵，也会影响汽车行驶的平稳性乘坐舒适性以及安全性。

本文首先介绍了汽车转向系统的发展及结构，并且从汽车高速、中速、低速以及减速行驶状态中，分析了方向盘摆阵故障的原因及其诊断、排除方法；简单分析了液压助力转向系统液压部分发生故障的诊断方法，并浅谈了电子转向系统；最后通过案例对汽车转向盘摆振故障加以分析。

关键词:

转向；摆振；故障；电控

1引言

随着社会进步科学的发展，汽车已经进入各家各户，人们对汽车的了解也越来越深。

有的时候你的爱车在行驶过程中会出现各种问题或故障，对您造成不可避免的损失。

而汽车行驶系统作为汽车的基本组成系统，它在行驶中也会出现各种问题。

其中方向盘摆振最为常见，方向盘摆振不但影响驾驶员对汽车的操纵，也会影响汽车行驶的平稳性乘坐舒适性以及安全性。

为解决此问题，不但需要平时加强对汽车转向系的保养，汽车转向系的改良也占据了重要的一部分。

因此这也促进了汽车转向系的发展。

2汽车转向系的发展及分类

在汽车发展的100多年里，到今天，转向系统也经历了长时间的演进，很大程度上促进了汽车的发展。

目前已经有电液转向系，电控转向系和电子转向系。

应用电子转向系的汽车可能不会出现方向盘摆振。

但是由于该转向系的造价高并没有得到广泛应用。

所以目前大部分汽车还在应用传统转向系电液转向系和电控转向系，因此汽车方向盘摆振故障依然存在。

2.1传统转向系统

传统的汽车转向系统是机械系统。

汽车的转向运动是由驾驶员操纵方向盘，通过转向器和一系列的杆件传递到转向轮上而实现的。

通常根据机械式转向器的形式可以分为：

齿轮齿条式，循环球式，涡杆滚轮式，涡杆指销式。

而最常用的是齿轮齿条式和循环球式。

从上世纪四十年代起，为了减轻驾驶员的体力负担，在机械转向系统的基础上制造出液压助力转向系统。

它是在机械转向系统的基础上额外增加了一套液压助力系统，一般由液压油泵、V形带轮、液压油管、供油装置、助力装置和控制阀。

由于其工作可靠技术成熟至今仍被广泛应用。

液压助力转向系统根据控制阀的形式可以分为转阀式和滑阀式。

2.2电控液压助力转向系统

今年来，随着电子技术的不断发展，转向系统中越来越多的采用电子器件。

因此电液助力转向系统便出现了。

可以分为两大类：

电动液压助力转向系统EHPS和电控液牙助力转向系统ECHPS。

EHPS是在液牙助力转向系统的基础上发展起来的，其特点是由原来发动机带动的液压助力泵改为由电机驱动，取代了由发动机驱动的形式。

ECHPS是在传统的液压助力转向系统的基础上增加了电控装置构成的。

2.3电控助力转向系统

电控转向系统EPS把一个机械的系统和一个电控的电动马达结合在一起，形成一个动力转向系统，助力由电机提供。

因此要有一个力矩传感器来测量作用在方向盘上的力矩。

助力的大小受控于电控单元ECU。

根据助力作用的位置不同，EPS可以分为三中形式：

转向轴助力式、小齿轮助力式、齿条助力式。

2.4电子转向系统

电子转向系统SBW（steeringbywire）取消了方向盘与转向轮之间的机械连接，转而由方向盘模块、转向执行模块和电控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。

由于SBW取消了方向盘和转向轮之间的机械连接，通过软件协调他们之间的运动关系，因而取消了它们之间的机械约束和干涉，使之可以相对独立运动。

3传统转向系方向盘摆振鼓掌分析

3.1什么叫方向盘摆振

汽车在行驶时方向盘左右摇摆或上下抖动的现象称为方向盘摆振。

3.2汽车低速行驶时方向盘摆振故障分析

汽车低速行驶时，1方向盘摆振的原因有：

路况不好，车轮受路面冲击较大。

2转向系统中，各传动件之间的间隙过大3轴心套磨损严重4转向盘自由行程过大。

诊断与排除：

首先，检查转向盘自由行程是否过大，若转向盘自由行程过大应进行调整或更换必要零部件，若转向盘自由行程符合要求，则支起该车，检查前轮轴承是否松动，若是则更换新轴承，若不是则检查左右两下支臂、连杆组件、横拉杆转向减振器等部件的连接情况，看是否松动，若是由于螺丝松动引起的各连接件之间松动，则拧紧螺丝;若由于各连接件连接部分磨损严重引起的松动，则需要更换必要件。

若各连接件之间无松动情况，则检查轴心套活动量是否符合要求，若活动量过大，则需要调整，必要时进行更换。

若活动量符合要求，则检查前轮定位参数是否符合规定，并进行检查调整。

3.3汽车高速行驶时方向盘摆振故障分析

汽车在某一高速行驶时，方向盘会出现摆振，当低于或高于该速度时，则不出现摆振，其主要原因有前轮减震器变形引起的前轮定位参数失准，传动轴、车轮不平衡。

诊断及排除：

首先检查轮胎气压是否符合规定，若不符合规定调整轮胎气压后进行试车。

若轮胎气压符合规定，检查前轮动平衡和静平衡情况，若不平衡量超过规定值应进行检修，若复合规定值则检查前轮定位参数，若前轮定位参数复合规定则检查传动轴平衡量是否符合规定，若不符合规定进行校正或更换，若符合规定值则检查转向器内部连接处的间隙，并进行调整或更换。

3.4汽车减速或制动时方向盘摆振故障分析

汽车减速或制动时方向盘摆振的原因主要有制动盘或制动块表面不平，前轮轴承松动，前悬架各连接处松动。

诊断与排除：

支起前桥，检查两前轮轴承是否松动，若不松动则检查制动盘表面，若不平则进行更换。

检查前悬架各连接件是否松动，若松动进行检修。

3.5液压助力转向系统转向盘摆振故障分析

由于液压助力转向系是在机械转向系的基础上增加了一套助力装置，所以该系统中方向盘摆振的原因除了机械部分引起的外，还会出现在助力装置部分，主要原因有：

液压系统进入空气;分配阀反作用弹簧弹力不足或折断;转向油泵流量过大或溢流阀调整不当;液压系统中严重缺油。

诊断与排除：

首先判断该故障是出现在机械部分还是动力装置部分，可以先检查机械部分，若无故障则表明出现在助力装置部分。

首先检查助力油油量是否复合规定，若油量过少则液压系统中有可能漏油，应进行检修，同时液压系统中有可能进入空气。

若油量符合规定值则检查油泵流量或溢留阀，若流量符合规定，则检查分配阀反作用弹簧。

4其他转向系方向盘摆振故障分析

由于电液动力转向系和电控助力转向系都是在传统液压助力转向系上发展起来的，其主要不同之处在于助力的提供方式和控制方式不同，所以在这两种系统中若出现转向盘摆振故障，则可以传统转向系方向盘摆振的诊断方法来处理。

由于电子转向系中方向盘和车轮不是机械连接，所以不应该存在方向盘摆振故障。

即使存在，可能是控制装置给方向盘发出了错误信号造成的。

5.转向盘摆振常见故障诊断

5.1轮胎磨损不正常

1）现象：

轮胎磨损速度加快胎面形状出现异常

2）原因：

（1）轮胎气压不符合要求

（2）轮胎长期未换位

3.前轮定位不正确，其中尤其是前速与外倾配合不正确

4轮毂轴承松旷或转向节与主销松旷

5纵横拉杆与方向机松旷

6钢板弹簧U型螺栓松旷

7钢板弹簧衬套与销松旷

8前轮径向圆或端面圆跳动太大

9前轮旋转质量不平衡

10前轮摆头

11前轴与车架纵向中心线不垂直或车架两边的轴距不等

12前轴与车架弯扭变形

13前轴刚度不足

14转向横拉杆或横拉杆比刚度不足

15前轮放松制动回位慢或制动脱滞

16轮胎螺栓松动

17经常超载偏载起步过急高速转弯或制动过猛

18经常行驶在拱度较大的路面

19.转向梯形不能保证各车轮纯滚动出现过多转向或不足转向

20轮胎质量不佳

5.2转向盘自由行程过大

1.现象汽车保持直线行驶位置静止不动时，轻轻来回晃动转向盘，感到有洞角度很大。

2原因；

1转向器内主从动啮合部位松旷或主从动部位的轴承松旷

2转向盘与转向轴的链接部位松旷

3转向器垂臂轴与垂臂连接部位松旷

4纵横拉杆球头链接部位松旷

5纵横拉杆臂与转向节的链接部位松旷

6转向节于主销松旷

7轮毂轴承松旷

3）诊断方法；按下列方法诊断，其流程图

5.3转向沉重

1现象：

汽车行驶中驾驶员向左右转动转向盘是，感到沉重费力，无回正感当汽车以低速转弯行驶或掉头是，转动转向盘非常吃力，甚至打不动

2）原因

1轮胎气压不足

2转向节于主销配合过紧或缺油

3纵横拉杆球头链接调整过紧或缺油

4转向节主动部分轴承预紧力太大或从动部分与衬套配合太紧

5转向节主从东部分的啮合调整的过紧

6转向器无油或缺油

7转向节止推轴承缺油或损坏

8转向器转向轴弯曲或套管凹瘪造成刮碰

9主销后倾过大，主销内倾过大或前轮负外倾

10前梁车架变形造成前轮定位失准

3）诊断方法：

按下列方法诊断

5.4自动跑偏

1）现象：

汽车行驶中自动跑向一边，必须用力把转向盘才能保持直线行驶

2.原因

1两前轮轮胎气压不等或车厢装载不均

2左右两架前钢板弹簧挠度不等或弹力不一

3前两后桥轴管或车架发生水平平面内的弯曲

4车架两边的轴距不等

5两前轮轮毂轴承或轮毂油封的松紧度不一

6前后两端的车轮有单边制动或单边拖滞现象

7.两前轮外倾角主销后倾角或主销内倾角不等

8前束太大或负前束

9路面拱度较大或有侧向风

3）诊断方法按下列方法诊断

5.5前轮摆头

1）现象：

汽车在某低速范围内或某告诉范围内行驶，有时出现两前轮各自围绕注销进行角振动的现象通常称之为前轮摆头，尤其是高速摆头是，两前轮左右摆振严重，握转向盘的手有麻木感，甚至在驾驶室内可看到整个车头晃动。

2原因：

1前轮旋转质量（包括轮胎轮辋制动鼓或盘，轮毂等）不平衡

2前轮径向圆跳动或断面圆跳动太大

3前轮使用翻新胎

4前轮外倾角太小，前束太大，主销副后倾或后倾角太大

5，两前轮的主销后倾角或主销内倾角不一致

6前梁或车架弯扭变形

7转向系与前悬架的运动互相干涉

转向系刚度太低

9转向机主从动部分啮合间隙或轴承间隙太大

10转向机垂臂与其轴配合松旷

11纵横拉杆球头链接松旷

12转向机与注销配合松旷或转向节与前梁拳形部沿主销轴线方向配合松旷

13.前轮轮毂轴承松旷

14转向机在车架上的链接松动

15前悬挂减震器失效或左右两边减震器效能不一

16左右两架前悬挂高度或刚度（钢板弹簧表现在厚度，长度，片数弧高或新旧程度不一

17前钢板弹簧U型螺栓松动或钢板销与衬套配合松旷

18道路不平度太大路面对车轮的冲击频率与前梁角振动的固有频率在陀螺仪效应的影响下引起前轮摆头

3诊断方法按下列方法诊断

6转向系维护

现代原中高级轿车和重型汽车普遍采用动力转向系统，不仅大大改善了汽车操纵轻便型还提高了汽车行驶安全性。

动力转向系统是在机械转向系的基础上假设一套依靠发动机输出动力的转向加力装置而形成的。

目前轿车普遍采用齿轮条式动力转向机构。

这种转向器结构简单操纵灵敏性高，转向操纵轻便，而且由于转向器完全封闭的平时不需检查调整。

动力转向系统的养护主要是：

1．定期检查储液罐内动力转向液液面高度。

热态是（约66摄氏度，用手摸感觉烫手）其液面高度必须在hot和cold标记之间，如果是冷态约21摄氏度，则液面高度必须在add和cold标记之间如果液面高度。

如果液面高度不符合要求，必须家住动力转向液。

2．动力转向系的清洗换油与保护。

动力转向系的清洗，换油与保护应在有动力转向换油的设备中心进行使用专用设备，用动力转向系统强力清洗剂首先换出动力转向系统的旧油，然后用清洗剂清洗动力转向系统。

最后用新油再次换出动力转向清洗剂直至换油结束。

动力转向系的清洗换油与保护作业通常应行驶5万千米进行一次这样能确保动力转向系更安全更可靠。

7案例分析

案例1故障现象：

一辆速腾1.6手动挡汽车在时速达到120公里时方向盘轻微抖动。

故障诊断与排除：

首先询问车主在车速在120公里以上或以下时方向盘是否抖动，如果汽车在时速超过120公里或低于120公里时方向盘比较平稳，则是由于前轮动不平衡引起的，由于方向盘是轻微抖动，所以不平衡量也不大，精度要求比较高，建议车主到4S店做车轮动平衡或到专业做车轮动平衡的地方去做。

如果方向盘随着车速的提高抖动的越来越厉害，并且整个车也跟着抖动起来，首先要看该车前轮是否变形，轮胎磨损情况，一般更换轮胎就会得到解决问题。

对于后驱动的汽车，传动轴十字轴有矿量也是主要原因之一。

案例2故障现象一辆本田CRV，在行驶到4万到5万公里时，出现刹车方向盘抖动。

故障诊断与排除：

对于4万到5万公里的汽车，在刹车时方向盘抖动的原因有1刹车盘于刹车片之间摩擦的不平。

2刹车盘锈蚀部分被摩擦后不平。

3刹车盘高温时遇水变形。

3刹车盘材质软。

4刹车盘与刹车片之间有小石子进入导致刹车盘磨损不平。

对于这种现象，车主可以到4S店做光盘处理或直接更换刹车盘。

8.总结

当代汽车发展的趋势是安全节能环保，汽车转向系统是必不可少的也是最基本的系统他也是决定汽车主动安全性的关键总成转向的好坏直接影响汽车行驶方向。

由于科技的发展，转向系统到现在的电子转向系统轻便又安全。

现在最新的技术汽车线控转向系统的设计，使汽车的性能大幅度提升

参考文献：

[1]孔令来.汽车底盘构造与维修.[M].机械工业出版社,2007.2

[2]JackErjavec.汽车底盘及诊断维修.[M].电子工业出版社,1983.

[3]丁鸣朝.陈如旦.金家麟.蔡茂官.汽车使用保养于故障排除500问.[M].金盾出版社，1985.

[4]平云光.汽车底盘构造与维修.[M].北京.人民交通出版社，2005.11