汽车转向异响故障的排查

赵向阳，狄菲菲，伏兆鑫

（山东交通技师学院机电学院，山东 临沂 276000）

汽车转向系统是用来保持或改变汽车行驶方向的机构，包括转向操纵机构（转向盘、转向管柱、转向传动轴总成）、转向器、转向传动机构等。转向系统应该能准确、快速、平稳地响应驾驶员的转向指令，随着对转向驾驶舒适性和安全性能要求的提高及转向技术的不断发展，助力转向系统在逐步取代传统的机械转向系统。比较常见的助力转向系统包括液压助力转向系统、电液助力转向系统及电子助力转向系统。在商用车系列中，普遍采用液压助力转向系统，液压助力转向系统是在机械转向系统的基础上增加动力转向器而成，它能够兼用驾驶员体力和发动机产生的液压力，从而减小驾驶员的操纵力，保证转向轻便性，同时还可以保证高速行驶安全性，减少由于地面不平对转向盘带来的冲击，使驾驶手感比较柔和［1］。

液压助力转向系统的常见故障包括转向沉重、转向盘自由间隙过大、高速行驶转向盘发飘或抖动以及转向异响等故障，将影响转向操纵稳定性、行车安全性，严重时可能会导致交通事故。对于液压助力转向系统来说，转向异响是一种常见的故障现象，是指汽车转向系统在正常使用过程中发出的异常噪声。本文以某轻型载货汽车液压助力转向系统为研究对象，对车辆转向时异响发生的部位及原因进行查找分析，并探讨造成液压助力转向系统异响的可能性因素［2］，为液压助力转向系统的开发设计及产品品质的控制提供一定的参考。

1 车辆信息

该车型为批量生产车型，市场上已大量使用，故障车辆是新下线车，在车辆调试中就出现了转向异响故障。该车型转向系统使用的是整体式转阀液压动力转向器，转向泵由发动机配带，转向系统布置如图1所示。

图1 动力转向系统总布置

2 故障描述

调试人员反馈汽车在直线行驶时状态正常，但是在拐弯转动转向盘时就会发出轰隆隆的声响且转向沉重。通过路试，不管是在原地转向，还是低速行驶抑或高速行驶，左、右转向只要稍微转动转向盘就会有异响。在转向有异响且沉重的情况下，基本可以确定是由于转向管路不通畅或转向泵不正常工作造成的。

3 原因分析

对于液压助力转向系统来说，当转向盘打到底时，发出嗡嗡的声音属于正常现象。因为在将转向盘打到底时，系统压力较高，转向器处于卸荷状态，这也是转向器的一种自我保护状态，此时发出的声音是由于转向器卸荷造成的，属于正常。所以在转向过程中，尽量不要将转向盘打死，如果不小心打到底了，要适当回一些，防止转向器长期处于高压状态而减少其使用寿命。

很多情况下，转向系统出现异响都属于不正常的现象，一般造成液压转向系统异响的原因有以下几种情况［2-3］：①转向管柱与其他零部件发生了干涉或管柱润滑不足，摩擦力较大；②吸油管路内径选用不合适，造成液压系统供油不足；③液压油里存在杂质或油罐滤芯被堵塞；④液压系统缺油或者混入空气；⑤零部件产品品质出现问题，导致液压系统不能正常工作。

4 故障排除

故障车型为正常批量生产车型，且市场上没有反馈转向异响问题，从而可以排除该异响问题的出现是由于系统匹配不当造成的，那么设计没有问题，就应该从零部件品质上来排查。通过前面路试，基本确定故障原因可能是转向油泵或转向管路出现了品质问题。

首先确定转向泵是否正常工作，假如转向泵不能正常工作，那么就无法提供高压油。简单的检测方法就是将高压油管与动力转向泵用规定的力矩连接紧固好，高压油管与动力转向器连接的一端拧开处于自由状态并放在油盒里，防止液压油流出造成污染，起动发动机观察高压油管接头处喷出的高压油是否具有一定的冲击力。若油量充足且冲击力较大，说明转向泵没有问题，能够正常工作；若油量不足或没有液压油流出，说明转向泵存在品质问题。按照上述方法进行排查，最终确定转向泵没有品质问题，能够正常工作，在这一过程中，同时也验证了高压油管是没有问题的。

排除了对转向泵和高压油管的质疑，现在开始检测吸油管路和回油管路问题。根据经验判断，由管路引起的转向异响问题大多是由吸油管路造成的，所以接下来检测吸油管路。由于吸油管路压力较小，不适合利用上述方法，大多数情况是采用更换零部件的方式来排除。更换吸油管后连接好所有管路，接头处使用规定的扭矩拧紧，转向系统加满油，然后起动发动机，变速器挂空挡位，踩下油门同时左右转动转向盘，排尽管路里的空气后继续转动转向盘，异响和沉重现象依然存在，初步确定转向吸油管是没有问题的。然后检测回油管路，回油管路内也是低压，只能更换零部件进行排查。更换回油管之后重复以上步骤，异响和沉重现象依然存在。

做到这里，液压系统的零部件除了转向器之外都已经检测了一遍，但是问题却没有解决。通过上述的初步检测，排除了零部件品质问题。再进行深入分析，能想到的原因可能是由于生产制造误差导致转向泵和转向器匹配出现了问题，这样的话就需要更换转向器或转向泵。就在思考更换转向器的过程中，突然意识到一个问题，刚才的检测操纵过程存在漏洞，那就是所有更换的零部件都是采用的没有使用过的新件，不能够确定其内部品质是否合格。为保证所使用的零部件是合格件，就从另外一辆结构类似且没有转向异响和沉重问题的车辆上借用，这个过程工程量会比较大，但排查问题更重要，锁定工作方向后就进行了操纵。

同样首先从吸油管开始进行更换，将借用车辆上的吸油管拆下安装到该故障车辆上，连接好所有管路，接头处使用规定的扭矩拧紧，转向系统加满油，然后起动发动机，变速器挂空挡位，踩下油门同时左右转动转向盘，排尽管路里的空气后继续转动转向盘，预期的结果出现了，没有了刺耳的轰隆隆的声音，工作人员反馈转向操纵也变得轻便了，终于解决了该车的异响和沉重问题。

确定了问题的原因出在吸油管上，但是从外观上看没有任何问题，为找到吸油管的具体品质问题，随即决定将吸油管沿中心轴全部剖开。剖开之后发现金属管路的内径出现了问题，设计要求管路内径是一样大小的，但是该零部件却出现了内径突然变小的一段管路，如图2所示，这种现象导致了液压系统内部噪声的产生，同时由于动力转向泵供油不足出现转向沉重问题。

图2 吸油管剖切图

5 结论

在此之前没有出现过类似的零部件品质问题，谁也不曾想到会因为一个小小的内孔直径突变带来这么严重的问题。转向系统作为汽车的重要组成部分，不管是设计阶段还是生产制造阶段，不管是总成件还是零部件，都必须做好品质监控，保证产品使用的可靠性、安全性、舒适性，防止由转向操纵不便对驾驶人员及乘车人员带来不必要的伤害。

一般产品出厂前都会进行性能测试［4］，新车的安全性能是可以得到保障的。多数用户反馈新车购买的时候转向系统没有任何问题，后期就会出现异响、沉重问题，其实这不是产品品质问题，基本都是由于转向系统没有得到有效保养造成的。那么在使用这种液压助力转向的汽车时，特别是工作环境比较恶劣的情况，一定要定期对转向系统进行保养，防止液压油乳化变质或系统内混入杂质堵塞管路和油罐过滤网，影响转向系统正常使用。