3案例三项目一：汽车电控转向系统故障诊断与排除教案

《装备维修技术》2021年第10期—135—汽车电动助力转向系统的故障诊断与维修覃文周（北海职业学院机电工程系，广西壮族自治区 北海 536000）汽车电动助力转向系统，也叫EPS，它是利用电动机所产生的动力来帮助驾驶员对汽车进行转向的一种装置。

与传统的转向系统相比它具有质量轻、节约能源、装配灵活、结构简单、易于维护保养，易与不同车型相匹配等优点。

转向系统的优劣，直接关系到汽车行驶过程中的安全性。

一、汽车电动助力转向系统的组成及工作原理汽车电动助力转向系统一般是由电动机、扭矩传感器、车速传感器、电控单元(ECU)、减速机构等组成如图1所示。

汽车电动助力转向系统的工作原理是按照“传感器→控制器→执行器”的基本原理对汽车转向系统进行控制，当汽车要转向时，扭矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小变成电信号传给电子控制单元，车速传感器把检测到的车速信号也传给电子控制单元，电子控制单元根据车速传感器和扭矩传感器所给的信号计算、确定电动机旋转的方向与电流的大小，电动机得到了电子控制单元发来的指令后按照指令工作，从而完成了对汽车转向系统的电动助力。

图1 汽车电动助力转向系统的组成 二、汽车电动助力转向系统的常见故障 汽车电动助力转向系统常见的故障一般有两类，一类是无助力，另一类是误助力。

汽车电动助力转向系统无助力是指当驾驶员想要转向需要提供助力的时候汽车电动助力转向系统没有提供助力。

根据汽车电动助力转向系统的结构与工作原理，无助力现象只可能由下列几个原因造成:一，电动机驱动电路失效；二，离合器失效断开；三，蜗轮蜗杆疲劳失效；四，直流电机故障；五，ECU 控制系统产生故障。

汽车电动助力转向系统误助力是指当驾驶员不想转向，不需要提供助力的时候汽车电动助力转向系统却主动提供助力。

出现误助力的原因主要有以下几种情况：一，传感器失效，信号输出错误；二，故障离合器不能正确断开；三，ECU 内部控制策略软件出错或者硬件失效。

高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书一、题目：二、本环节自年月日起至年月日三、进行地点：四、内容要求：指导老师：职称：批准日期：年月日转向系统的故障分析与排除方法摘要汽车行驶过程中，经常需要改变行驶方向，即所谓的转向，这就需要有一套能够按照司机意志使汽车转向的机构，它将司机转动方向盘的动作转变为车轮的偏转动作。

按转向力能源的不同，可将转向系分为机械转向系和动力转向系。

机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三大部分组成。

其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动的机构，是转向系的核心部件。

动力转向系除具有以上三大部件外，其最主要的动力来源是转向助力装置。

由于转向助力装置最常用的是一套液压系统，因此也就离不开泵、油管、阀、活塞和储油罐，它们分别相当于电路系统中的电池、导线、开关、电视和地线的作用。

本文阐述了汽车转向系各个部分的作用、组成、主要构造、工作原理、及可能出现的故障，同时提出了对出现的故障进行维修的可行方案；采用了理论与实际相结合的方法，对每个问题都有良好的认识，对所学内容进行了良好的总结归纳，以此进一步熟悉掌握汽车转向系统的各方面知识，深化巩固所学知识，做到理论与实际相结合，在理论学习的前提下，用实际更好的理解所学内容。

关键词：汽车转向系统，故障原因，故障诊断维修Steering system fault analysis and the eliminationmethodABSTRACTIn the running process of the automobile, the frequent need to change the direction of travel, the so-called steering, which requires a set to be able to in accordance with the driver will make automobile steering mechanism, it will be the driver rotates the steering wheel to wheeldeflection action action.According to the steering force energy is different, can be divided into mechanical steering system steering system and power steering system.Mechanical steering system energy sources are human, all power transmission are the machinery, a steering mechanism, steering gear, a steering transmission mechanism is composed of three. The steering gear is to manipulate mechanism with rotary motion into linear motion of the driving mechanism of the body, is the core component of the steering system.Power steering system in addition to having more than three members, the main power source is the power steering device. Because the power steering device most commonly used is a set of hydraulic system, so it is inseparable from the pump, pipe, valve, piston and an oil storage tank, they are equivalent to the circuit system of batteries, wires, switches, television and ground effect.This paper expounds the function of different parts of automobile steering system, composition, main structure, working principle, and the possible faults, and puts forward to a fault repair options; adopts the method of combining theory with practice, to every problem has a good understanding of the content, the good summed up, further to be familiar with and master the knowledge of all aspects of the vehicle steering system, deepen the consolidation of the knowledge, do a combination of theory and practice, in theory study the premise, with the better understanding of the content.KEY WORDS：automobile steering system, fault reason, fault diagnosis and repair目录1.摘要 (2)2.前言 (6)3.转向系统的故障分析与排除方法 (7)3.1转向沉重的判断与排除 (7)3.2低速摆头的判断与排除 (8)3.3高速摆头的判断与排除 (10)3.4行驶跑偏的判断与排除 (11)3.5单边转向不足的判断与排除 (13)3.6动力转向系统转向沉重的判断与排除 (14)3.7动力转向系统有噪音的判断与排除 (16)前言转向系用来改变或者恢复汽车的行驶方向。

汽车底盘电控技术课程（理论）教学任务书课程管理系（部）：机电工程教研室：汽车检测任课教师：邓家林注：1、教师每次课需携带教学任务书；2、教学任务书交教研室存档，系部检查，教务处抽查。

汽车底盘电控技术课程（实践）教学任务书课程管理系（部）：机电工程教研室：汽车检测任课教师：邓家林注：1、教师每次课需携带教学任务书；2、教学任务书交教研室存档，系部检查，教务处抽查。

备课纸2013 年级汽电1201/检举1203 班 1 周星期 P础上加装了电控系统，使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关，还与车速相关。

机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀，新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。

3、电动助力EPS就是英文Electric Power Steering的缩写，即电动助力转向系统。

电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。

该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。

另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。

正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。

● 汽车电动转向结构原理一、电动转向系统组成电动助力转向系统（Electric Power Steering，缩写EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统HPS（Hydraulic Power Steering）相比，EPS系统具有很多优点。

EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）等组成。

二、电动转向系统原理当操纵转向盘时，装在转向盘轴上的转矩传感器不断地测出转向轴上的转矩信号，该信号与车速信号同时输入到电控单元。

电控单元根据这些输入信号，确定助力转矩的大小和方向，即选定电动机的电流和转向，调整转向辅助动力的大小。

3．2 汽车转向系统的维修【案例】现象：一辆东风EQ1090汽车，两前轮轮胎不正常磨损。

诊断：检查两前轮轮胎气压，正常。

检查轮胎磨损特征，发现胎冠呈锯齿状，初步断定故障由前轮定位引起。

测量前束，发现两前轮后端尺寸比前端尺寸小10 mm，为负前束，与该车标准值不符。

进一步检查发现横拉杆弯曲变形，估计是汽车与道路上的障碍物碰撞所致。

由于横拉杆弯曲变形，引起前轮前束变化，从而造成轮胎不正常磨损。

排除：拆下横拉杆，冷压校正后装车，重新调整好前轮前束值。

3．2．1 概述转向系通常由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成，可分为机械转向系和动力转向系，它们的一般组成如图3.34和图3.35。

机械转向系的操纵能量由人体产生，动力转向系则兼用人体和发动机动力作为转向能源。

图3.34 机械转向系的组成1—转向器；2—转向万向节；3—转向传动轴；4—转向管柱；5—转向盘；6—转向横拉杆；7—转向纵拉杆；8—转向节；9—转向节臂；10—转向直拉杆；11—转向摇臂图3.35 动力转向系的组成1—转向助力泵；2—转向器；3—控制阀；4—转向油罐；5—油管目前常用的转向器有循环球式和齿轮齿条式。

循环球式转向器一般用于货车等大型车辆；齿轮齿条式转向器由于结构紧凑，传动机构简单，在乘用车上得到广泛使用，有的乘用车上还加装了动力转向机构。

3．2．2 转向系故障诊断机械转向系的常见故障部位主要有：转向盘自由行程、转向传动机构连接处、转向器等。

机械转向系的常见故障主要包括：转向沉重，转向盘自由行程过大和转向轮抖动。

1．转向沉重（1）故障现象汽车行驶中，驾驶员向左、右转动转向盘时，感到沉重费力，无回正感；汽车低速转弯行驶和调头时，转动转向盘感到非常沉重，甚至打不动。

（2）故障主要原因及处理方法转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准，转向系传动链中出现配合过紧或卡滞而引起摩擦阻力增大。

具体原因主要有：①转向轮轮胎气压不足，应按规定充气。

诊断与排除转向系统故障实操内容转向系统是汽车的重要组成部分，它直接影响汽车的行驶安全性和操纵稳定性。

当转向系统出现故障时，驾驶员可能无法正常控制车辆，从而引发交通事故。

因此，及时诊断并排除转向系统故障至关重要。

本文将详细介绍诊断与排除转向系统故障的实操内容。

一、故障诊断听诊法：启动发动机，在怠速状态下，仔细倾听转向系统是否有异响。

若有异响，可能是转向泵、转向器或转向拉杆等部件出现故障。

观察法：检查转向系统各部件是否有漏油、变形或损坏等现象。

特别注意检查转向油液的颜色和清洁度，若油液变黑或有杂质，可能表示系统内部有磨损或污染。

触摸法：用手触摸转向系统各部件，检查是否有过热现象。

若某部件异常发热，可能是该部件内部存在故障。

仪器检测法：使用专用检测仪器对转向系统进行检测，如转向角度传感器、转向助力泵压力检测仪等，以获取更准确的故障诊断信息。

二、故障排除更换损坏部件：根据故障诊断结果，及时更换损坏的部件，如转向拉杆、转向器齿轮等。

确保更换的部件与原车规格相符，以免影响车辆行驶安全。

清洗系统：若诊断结果显示转向系统内部存在污染或杂质，应对系统进行清洗。

清洗过程中，使用专用的清洗剂和工具，确保将系统内部的杂质和污染物彻底清除。

调整参数：若诊断结果显示转向系统参数设置不当，应对相关参数进行调整。

例如，调整转向助力泵的压力、调整转向角度传感器的灵敏度等。

确保调整后的参数符合车辆制造厂的规范要求。

更换油液：若诊断结果显示转向油液变质或污染严重，应及时更换新的油液。

在更换油液时，注意选择与原车规格相符的油液，并确保更换过程中油液的清洁度。

试车验证：在完成上述故障排除操作后，应对车辆进行试车验证。

在试车过程中，注意观察转向系统的运行状况是否正常，检查是否存在异响、漏油等现象。

若试车结果显示故障已排除，则可将车辆交付给客户使用。

总之，诊断与排除转向系统故障需要综合运用多种方法和技术手段。

在实际操作过程中，应注意安全操作规范，避免因操作不当引发新的故障或事故。

汽车转向系统故障诊断与维修案例案例一：转向过于沉重问题描述：车辆转向过于沉重，需要用力才能完成转向动作。

故障诊断：由于转向过于沉重，可首先考虑是转向助力系统故障。

检查助力转向油液是否充足，如果不足则补充。

检查油液中是否有气泡，如果有气泡则排出，并检查助力泵是否正常工作。

如果转向助力系统无问题，可进一步检查转向机与轮胎之间是否存在机械阻力或过度磨损。

若有则调整或更换相应零件。

维修方法：根据故障诊断结果，有两种维修方式。

若是转向助力系统故障，则需要检查助力泵、助力器和油液是否正常工作，是否需要更换相应部件。

若是机械阻力或过度磨损导致的转向过于沉重，则需要检查转向机和轮胎之间的零件是否需要调整或更换。

案例二：转向失灵问题描述：车辆转向时无法控制方向，转向失灵。

故障诊断：转向失灵可有多个原因。

首先，检查转向助力系统是否正常工作，包括助力泵、助力器和油液是否正常。

如果助力系统正常，则需要检查转向机与轮胎之间的连接是否松动或损坏。

还可以检查转向柱和转向节是否工作正常。

若以上均正常，则需要检查转向传感器和控制单元是否故障。

维修方法：根据故障诊断结果，有多种维修方式。

若是转向助力系统故障，需要检查助力泵、助力器和油液是否正常工作，并进行相应的维修或更换。

若是连接件松动或损坏导致转向失灵，需要重新连接或更换相应零件。

若是转向柱、转向节、转向传感器或控制单元故障，则需要进行相应的维修或更换。

案例三：转向力不稳问题描述：转向时感觉方向力不稳定，存在抖动或舵感不明显的情况。

故障诊断：转向力不稳可由多个原因引起。

首先，检查转向助力系统是否正常工作，包括助力泵、助力器和油液是否正常。

如果助力系统正常，则需要检查转向机与轮胎之间的零件是否存在磨损或机械阻力，如球头或轴承。

另外，还可以检查转向柱、转向节、转向传感器和控制单元是否正常工作。

维修方法：根据故障诊断结果，需进行相应的维修或更换。

若是转向助力系统故障，需检查助力泵、助力器和油液是否正常工作，并进行相应的修理或更换。

项目三汽车底盘故障诊断与排除一、教学目标1. 制动系统的故障诊断与排除2. 转向系统的故障诊断与排除3. 悬架系统的故障诊断与排除4. 车轮的故障诊断与排除5. 车轮定位的故障诊断与排除二、课时分配本项目共5个任务，安排20课时。

三、教学重点通过本项目的学习，让学生学习电制动系统的故障诊断与排除；悬架系统的故障诊断与排除；车轮的故障诊断与排除。

四、教学难点1．熟悉转向系统的故障诊断与排除。

2．车轮定位的故障诊断与排除。

五、教学内容任务一制动系统的故障诊断与排除一、概述汽车制动系统包括脚制动和手制动。

二、制动效力低1.概述制动效力低是指踩下制动踏板的情况下，制动器不工作的状况，或者制动效力相对于踩踏力来说较弱或者没有踏板感觉的状况。

制动效力低主要在下述情况下出现：①制动系统出现故障时。

②制动助力器中没有真空压力时。

③衰退现象或气阻出现时。

④由于乘员或装载重量而使车辆总重增加时。

⑤在浸水路面条件下行驶时。

⑥轮胎与路面之间的摩擦系数发生变化时。

2.制动系统出现故障时3.制动助力器中没有真空压力时4.衰退现象或气阻出现时5.由于乘员或装载重量而使车辆总重增加6.在浸水路面条件下行驶7.轮胎与路面之间的摩擦系数发生变化时三、制动尖叫声1.概述2.制动和制动尖叫（1）生成频率在制动尖叫的情况下，生成频率有所变化。

（2）制动尖叫与制动之间的关系制动尖叫是由制动摩擦片和制动器转子盘之间的摩擦生成的，所以制动摩擦片摩擦系数与制动尖叫是相互关联的。

3.容易引起制动尖叫的条件（1）车辆停止或制动冷却时（2）在高温条件下，制动冷却时（3）看不到制动器转子盘的磨削痕迹时4.降低制动尖叫的方法（1）消音片检测及润滑脂的加注（2）活塞回位5.制动摩擦片背板的检测与维修四、防抱死制动系统（ABS）的故障1.概述电动控制系统的“鼻祖”是ABS，该系统自从在1978年开始大量投入使用后，一直在不断地改进并增加新的功能，这些功能可以主动参与到行车过程中，以提高行车稳定性。