1、河南職業技術學院畢業設計（論文）題 目 電控動力轉向系統的故障診斷與排除 系（分院）汽 車 工 程 系 學生姓名 學 號 專業名稱 汽 車 電 子 技 術 指導教師 年 月 日8河南職業技術學院汽車工程系畢業設計（論文）任務書姓 名專 業汽車電子技術班 級畢業設計（論文）題 目電控動力轉向系統的故障診斷與排除畢業設計（論文）選題的目的與意義目的：通過對電控動力轉向系統的了解可以清楚的對汽車安全方面的故障進行排除，提高汽車行駛安全方面的認識。意義：發現問題、研究問題、提出方案、解決問題，以培養自己親身實踐能力。畢業設計（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，安徽機

2、電職業技術學院課程教改課題組，20102、張子波：汽車故障診斷技術，機械工業出版社，20073、郭新華：汽車構造，高等教育出版社，20044、網絡和書籍等相關資料5、相關汽車維修手冊畢業設計（論文）工作進度計劃1、2011年10月25日：指導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。接受任務日期 2011年10月25日要求完成日期2012年3月 10日學生簽名： 2011年 11月20日指導教師簽名： 2011年 10 月 25日系（分院）主任（院長）簽名：年 月 日

3、畢業設計（論文）指導教師評閱意見表姓 名學 號性 別男專 業汽車電子技術班 級畢業設計（論文）題 目電控動力轉向系統的故障診斷與排除評閱意見成績指導教師簽字年 月 日畢業設計（論文）答辯意見表姓 名學 號性 別男專 業汽車電子技術班 級畢業設計（論文）題 目電控動力轉向系統的故障診斷與排除答辯時間地 點答辯小組成員姓 名職 稱學 歷從事專業組 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 日電控動力轉向系統的故障診斷與排除 摘要：隨著汽車技術的進步和科學的飛速發展，汽車產品已走入家庭，并且作為一種代步工具，逐漸進入民化，而作為汽車的一個重要組成部分轉向系統，也越來越被

4、人們重視起來。本文首先介紹一下汽車電控動力轉向系統的結構，組成和類型，然后再介紹一下電控動力轉向系統的故障現象及產生故障的原因，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向系統有個更深刻的了解。 關鍵詞：電控轉向 故障診斷轉向系統是整車系統中必不可少的最基本的組成系統，駕駛者通過方向盤來操縱和控制汽車的行進方向，從而實現自己的駕駛意圖。一百多年來，汽車工業隨著機械和電子技術的發展而不斷前進。到今天，汽車已經不是單純機械意義上的汽車了，它是機械、電子、材料等學科的綜合產物。 一、動力轉向系統的簡要概述電控動力轉向系統(Electric Power System)用電能取代液壓能，減少了

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

6、器等。通過這幾個傳感器，獲取作用在轉向盤上的操縱力、轉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行整形放大后輸入微處理器，然后微處理器計算出最優化的助力轉矩。控制電路將來自微處理器的電流命令輸送到電機驅動電路；轉向助力機械包括助力電動機、電磁離合器及減速傳動機械。助力電動機一般采用直流電動機，其電流大小由微處理器來控制，可根據不同的車速得到相應的助力特性。通過減速傳動機構，將電動機的動力傳給轉向器。電磁離合器則作為安全裝置確保系統在發生故障時，斷開電動機與減速傳動機構，中斷動力傳遞，使系統從電動助力轉向狀態轉入到人

7、力一機械轉向狀態。（二）、電控動力轉向系統的類型電控動力轉向系統，根據轉向助力機構的安裝位置不同，其類型有三種1、轉向軸助力式，如圖1所示。轉向助力機械安裝在轉向軸上。當駕駛員轉動轉向盤時，控制單元接受轉矩、轉動方向、車速等信號，控制直流助力電機的電流。電機的動力經離合器、電機齒輪傳給轉向軸的齒輪，然后經萬向節及中間軸傳給轉向器。 圖1 轉向柱助力式轉向系統2、轉向器小齒輪助力式，如圖2所示。轉向助力機械安裝在轉向器小齒輪處。與轉向軸助力式相比，可以提供較大的轉向力，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。轉向助力機械安裝在轉向齒條處。電動機通過減速傳

8、動機構直接驅動轉向齒條。與轉向器小齒輪助力式相比，可以提供更大的轉向力，適用于大型車。對原有的轉向傳動機械有較大改變。圖2 轉向器小齒輪助力式電動轉向助力系統圖3 齒條助力式電動助力轉向系統 （三）、電動助力轉向系統的特點電動助力轉向系統將最新的電力電子技術和高性能的電機控制技術應用于汽車轉向系統，能顯著改善汽車動態性能和靜態性能、提高行駛中駕駛員的舒適性和安全性、減少環境的污染等。因此，該系統一經提出，就受到許多大汽車公司的重視，并進行開發和研究，未來的轉向系統中電動助力轉向將成為轉向系統主流，與其它轉向系統相比，該系統突出的優勢體現在以下幾點：1、降低了燃油消耗。液壓動力轉向系統需要發動機

9、帶動液壓油泵，使液壓油不停地流動，浪費了部分能量。相反電動助力轉向系統（EPS）僅在需要轉向操作時才需要電機提供的能量，該能量可以來自蓄電池，也可來自發動機。而且，能量的消耗與轉向盤的轉向及當前的車速有關。當轉向盤不轉向時，電機不工作，需要轉向時，電機在控制模塊的作用下開始工作，輸出相應大小及方向的轉矩以產生助動轉向力矩，而且，該系統在汽車原地轉向時輸出最大轉向力矩，隨著汽車速度的改變，輸出的力矩也跟隨改變。該系統真正實現了“按需供能”，是真正的“按需供能型”（on-demand）系統。2、增強了轉向跟隨性。在電動助力轉向系統中，電動助力機構與助力機構直接相連可以使其能量直接用于車輪的轉向。該

10、系統利用慣性減振器的作用，使車輪的反轉和轉向前輪擺振大大減水。因此轉向系統的抗擾動能力大大增強和液壓助力轉向系統相比，旋轉力矩產生于電機，沒有液壓助力系統的轉向遲滯效應，增強了轉向車輪對轉向盤的跟隨性能。 3、改善了轉向回正特性。直到今天，動力轉向系統性能的發展已經到了極限，電動助力轉向系統的回正特性改變了這一切。當駕駛員使轉向盤轉動一角度后松開時，該系統能夠自動調整使車輪回到正中。該系統還可以讓工程師們利用軟件在最大限度內調整設計參數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，容易得到電機在不同車速及不同車況下的轉矩特性，這種轉矩特性使得該系統能顯

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

12、控性好的感覺，而且更易于車場操作。對于傳統的液壓系統，可變轉向力矩獲得非常困難而且費用很高，要想獲得可變轉向力矩，必須增加額外的控制器和其它硬件。但在電動助力轉向系統中，可變轉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，并且所需費用很小。 6、采用“綠色能源”，適應現代汽車的要求。電動助力轉向系統應用“最干凈”的電力作為能源，完全取締了液壓裝置，不存在液壓助力轉向系統中液態油的泄漏問題，可以說該系統順應了"綠色化"的時代趨勢。該系統由于它沒有液壓油，沒有軟管、油泵和密封件，避免了污染。而液壓轉向系統油管使用的聚合物不能回收，易對環境造成污染。 二、電控動力轉向系

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

14、大，有明顯的間隙感，且在行駛時汽車方向不穩定。3、前輪擺震的現象主要是：汽車在中高速或者是某一個較高速運行時，轉向輪繞主銷擺振，汽車行駛不穩，嚴重時轉向盤抖動，有振手的感覺。4、動力轉向器裝置噪聲的主要現象是：發動機啟動后或者車輛行駛過程中，液壓助力裝置發出不正常的響聲。 三、電控動力轉向系統的故障產生的原因及解決的方法（一）、動力轉向系轉向不足或轉向沉重1、轉向油泵驅動皮帶松弛或者損壞，轉向油泵工作不良，油泵壓力過低。2、儲油罐油面過低，液壓助力系統內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，轉向控制閥，助力缸工作不良；轉向器潤滑不良或者軸承齒

15、間隙調整不當。4、轉向柱彎曲變形，轉向器或者轉向柱的軸軸承損壞，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整不當。5、轉向主銷轉向節潤滑不良，輪胎氣壓過低等等。故障診斷與排除：檢查轉向油泵驅動皮帶，損壞或者斷裂應更換；若皮帶過松，應調整驅動皮帶張緊度；檢查儲油罐液面高度，過低應及時添加補充；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象，并視情況予以恢復；排除液壓系統中的空氣；檢查液壓泵的泵油壓力，不符合要求時應對液壓泵及壓力流量限制閥進行修復或者更換；檢查轉向控制閥和助力缸，若工作不良或者損壞應維修或者更換轉向器。（二）、怠速原地轉動轉向盤，轉向盤抖動，或停車的驟間轉

16、向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；油液內存有空氣，儲液罐內有氣泡；液泵皮帶過松或沾有油液（快速轉向時有較大的皮帶尖叫聲，轉向盤阻力陡增）；溢流閥被卡滯。2、溢流閥應在泵體內滑動自如，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）；滑閥磨損，更換控制閥總成。3、泵壓不足或轉向機構外部泄漏；檢查動力轉向機構外部泄漏點時，擦干凈動力轉向系統外部的油跡，檢查并擰緊所有軟管的接頭，啟動發動機，并使其快怠速運轉，支起前橋將轉向盤以一個止端打到另一個止端，打到止端時停留時間不要超過5s。隨著油壓的升高就能較

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

18、4、動力轉向系統轉向盤轉矩的檢查，轉向盤轉距檢查的前提條件：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。讓車輛怠速運轉，向左右止端打幾次轉向盤，然后田到直線行駛的位置，用彈簧秤沿切線方向拉動轉向盤，轉向輪剛開始轉動時的拉力應少于或等于30N。否則應檢查轉向油泵的壓力是否正常。（五）、前輪擺振1、轉向減震器失效，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。2、轉向器齒合間隙過大；轉向傳動機構磨損松曠或者連續松動；輪轂軸承松曠；傳動軸不平衡。故障診斷排除：轉動轉向盤檢查其自由行程，若自由行程過大，應查明原因予以排除；檢查轉向減震器，若有漏油現象應更換，拆下減震器用手拉，若阻力過小或者出現空行程應進行更換；檢查前懸掛減震器有無漏油現象，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象，減震器漏油或減震彈簧彈力過弱應更換新件，連接松動則重新緊固；檢查和調整轉向輪定位參數；進行車輪平衡檢測校正。 （六）、轉向不靈敏故障原因：轉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；輪轂軸承調整不當或