汽车转向系统原理及故障排除方法分析

杨志财

摘 要：汽车转向系统是实现汽车转向操纵的一个重要组成系统，在汽车行驶过程中至关重要。随着汽车行业的快速发展，如何科学、有效地消除汽车转向系统机械故障，提高汽车转向系统的工作性能，逐渐成为人们关注的热点话题。其中，转向系统作为汽车中必不可少的组成部分，更是驾驶员人身安全的重要保障。为了更好地提升当代汽车转向系统的性能和使用过程中的安全性，文章对我国目前汽车转向系统可能产生的机械故障原因进行了分析，并提出了维修与养护的措施。

关键词：汽车;转向系统;故障;维修

汽车转向系统的性能优劣会严重影响汽车操控性能和安全性能，随着汽车行驶速度的提高，车流的密集，汽车对操控性和安全性的要求越来越高。如何设计汽车转向系统，提升其性能，是汽车制造厂家的一个重要研究内容。

1 汽车转向系统的工作原理

1.1 传统型机械式液压助力转向系统

这类系统由液压泵，压力控制阀，传动皮带等常规构成部件组成，在实际的运行过程中有许多弊端，在汽车转向系统中的应用越来越少。当前的汽车市场中，仅有许多经济型轿车在应用此类转向系统。主要令人诟病的是它的不必要的能耗。机械式液压助力转向系统主要由管路，油缸和液压泵等部件组成，液压泵由发动机直接驱动，不论是否进行转向动作，液压泵始终保持运转，消耗发动机的能量。这种持续性的工作状态，对于能源的消耗是惊人的。并且在汽车发动机转速较低时，液压泵输出的功率必须变大才能正常运行，这也造成了能源的不必要浪费。液压泵本身的压力较大，容易产生漏油，液压噪音等问题，影响驾乘感受的同时也容易造成环境污染。

1.2 电子液压助力转向系统

电子液压助力转向系统是在传统型机械式液压助力转向系统基础上发展起来的，可以大大减少不必要的能源的消耗，但是并没有完全取消液压泵及液压管路。电子液压助力转向系统与机械式液压转向系统的构件相比变化不大，主要增加了电动泵，传感器等，液压泵不再由发动机驱动，而是靠电机驱动，其中转向控制与电动泵整合为一个结构。电子液压系统相对机械式系统有了技术上的进步和突破，相对解决了机械式系统的低速行驶转向手感沉重的问题，而且电子液压系统工作时，不再依靠发动机进行驱动，而是使用效率较高的电动泵，在不转向时，电动泵处于停机状态， 这就大大降低了整车的能源消耗，提升了燃油经济型。在电子液压系统内部，主要依靠电子控制单元根据车辆的行驶速度，方向，转向角度等数据计算车辆在不同行车状态下需要的助力大小及方向。电动泵与电子控制单元的交互，构成了更为优化的电子液压助力系统。这套系统解决了机械式液压转向系统在低速大角度转向时转向沉重，能源消耗大的问题;同时当汽车在高速行驶状态下，液压控制单元驱动液压泵降低自身的运转速度， 既不会对高速转弯的行驶状态造成影响，又能够最大限度降低能源消耗。

2 汽车转向系统的常见故障

2.1 方向盘不稳

转向系统中的第一个常见故障就是方向盘不稳。具体现象表现如下： 驾驶员在轻轻转动方向盘保持直线行驶时，会感到转向间隙很大，不好控制。针对上述情况，需通过五个步骤诊断与排除方向盘不稳的故障。①检查转向盘与转向轴之间是否存在松动的现象。②检查转向器内部的主、从部位的衬套或轴承是否有松动的现象。③检查转向器内部的主、从部位的啮合是否发生异常。④如果以上情况都没有出现，那么应该检查垂臂轴与垂臂之间的连接部位是否松动，纵横拉杆的杆球头连接部分是否有问题， 以及转向节与主销之间的连接有无异常。⑤如果以上都没有问题，那么症结的根源就在于轮胎内部的轮毂轴承出现了松旷的现象。按照以上五个步骤检查方向盘不稳的故障，可以有效地进行排除，防止驾驶人员盲目地查找故障，而导致错误的判断。

2.2 转向沉重

①在行驶过程中，驾驶员转动方向盘时会明显感觉费力，方向盘转动困难;②当汽车处于转弯减速或者掉头行驶时，驾驶员会明显感觉到方向盘非常沉重，甚至出现无法转动方向盘的现象。故障原因：①轮胎气压低;②轮毂轴承较紧;③前轮定位出现异常;④转向轴凹陷;⑤转向器啮合间隙过小;⑥转向传动机构的连接处存在卡顿;⑦转向节主销轴向间隙过小;⑧前轮及车架有变形。

2.3 行驶跑偏

当汽车在行驶过程中，只有驾驶员紧握方向盘时，汽车才能按照驾驶员的意愿行驶，而当驾驶员轻握或松开方向盘时，汽车就会跑偏。故障原因：忽略环境因素，只讲述汽车本身因素。①跑偏一侧的轮毂与制动器温度过高，可能是由于轮毂轴承过紧，从而造成车轮制动拖滞;②轮胎气压不一致，如果是刚换过的轮胎那么可能是轮胎质量问题;③汽车的钢板弹簧出现松动、断裂等现象，或者车桥存在歪斜、移位等问题，-或者车架变形;④前轮定位可能存在问题。

2.4 转向不灵

转向系统第四种常见的故障是转向不灵，具体现象表现如下：驾驶员在操纵方向盘转向时，需要用很大的幅度才能驱动车轮达到转向意图，或者是在汽车行驶的时候感觉到汽车的行驶不稳。转向不灵对驾驶员的安全来说非常危险，因此一定要及时对其进行故障检测和维修。面对转向不灵的状况，维修人员可以通过以下步骤进行故障的逐一排查。重点检查前轮轮毂轴承、主销等部位，看看是否有松动的部位;如果以上的部位没有问题，那么维修人员需要一个人原地转动方向盘，另一个人观察垂臂的摆动。当垂臂在摆动的过程中，方向盘的自由转动量并无异常，说明转向传动机构或是转向器出现松动。如果以上问题都没有出现，那么可以对汽车的前束进行查看， 因为前束过大时，也会引起轮胎异常磨损，从而导致转向不灵。

3 汽车转向系统的维护与保养

3.1 转向系统的维护周期

汽车转向系统作为汽车安保件，直接影响着驾驶员的生命安全，因此一定要注意平时的维护保养。首先，如果在行驶的路途中遇到路面坑洼不平的现象，一定要减速行驶，从而降低转向系统所承受的负荷;其次，要经常对转向系统进行检测，特别是防护套的部位，因为护套在损害之后， 水和灰尘一些细小的杂物会进入转向系统当中，破坏齿轮齿条的润滑油膜，最终导致转向器出现生锈、异常磨损等现象，在很短的时间内就会造成转向系统的报废;再次，定期检查储液罐内动力转向油的状态，液面高度的不同也会影响转向系统的工作状态;最后，动力转向系统用液压油的更换，一定要到专门的 4S 店中进行，因为那里有专业的换用器械，可以先将旧的油换出之后，再进行清洗并用新的油将清洗剂换出。

3.2 汽车转向系统的日常保养

汽车转向系统的日常保养对于延长转向系统的使用寿命以及驾乘安全至关重要，液压式转向系统一定要经常检查助力油的高度，并高度关注油泵与其自身压力，对于有报警指示灯的，当指示灯亮时，立刻停止行驶， 一定要去4S 店检查，电动助力转向系统一般很难用肉眼观察到故障，因此一旦出现故障一定要去 4S 店进行专业的检查。安全无小事，因此不要等着出现问题时才检查，平时一定要定期去 4S 店进行维护与保养。

掌握汽车构造的基本知识，了解汽车子系统运行的基本原理，熟悉系统中各个零部件的作用，拥有能够独立解决汽车故障的能力，是每一个驾驶员都应该具备的基本素质。对于汽车转向系统原理与故障排除方法的分析，有助于提高驾驶员的应急事故处理能力，也为转向系统的研发创新提供了有力的参考。

参考文献：

[1] 杨树岭，汪贵行，汪學慧.电动汽车转向系统的结构[J].汽车维修与保养， 2020，（11）：99-101.

[2] 周颖成，刘善文.汽车转向系统故障的诊断与维修[J].黑龙江科技信息， 2020，（25）;23.

[ 3 ] 赵坤. 汽车液压转向系统故障诊断与排除研究[ J ] . 内燃机与配件， 2019，（011）：144-145.

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