趙向陽，狄菲菲，伏兆鑫

（山東交通技師學(xué)院機(jī)電學(xué)院，山東 臨沂 276000）

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來保持或改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸總成）、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)該能準(zhǔn)確、快速、平穩(wěn)地響應(yīng)駕駛員的轉(zhuǎn)向指令，隨著對(duì)轉(zhuǎn)向駕駛舒適性和安全性能要求的提高及轉(zhuǎn)向技術(shù)的不斷發(fā)展，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在逐步取代傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。比較常見的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在商用車系列中，普遍采用液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加動(dòng)力轉(zhuǎn)向器而成，它能夠兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的液壓力，從而減小駕駛員的操縱力，保證轉(zhuǎn)向輕便性，同時(shí)還可以保證高速行駛安全性，減少由于地面不平對(duì)轉(zhuǎn)向盤帶來的沖擊，使駕駛手感比較柔和［1］。

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的常見故障包括轉(zhuǎn)向沉重、轉(zhuǎn)向盤自由間隙過大、高速行駛轉(zhuǎn)向盤發(fā)飄或抖動(dòng)以及轉(zhuǎn)向異響等故障，將影響轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性、行車安全性，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致交通事故。對(duì)于液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來說，轉(zhuǎn)向異響是一種常見的故障現(xiàn)象，是指汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在正常使用過程中發(fā)出的異常噪聲。本文以某輕型載貨汽車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)車輛轉(zhuǎn)向時(shí)異響發(fā)生的部位及原因進(jìn)行查找分析，并探討造成液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)異響的可能性因素［2］，為液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品品質(zhì)的控制提供一定的參考。

1 車輛信息

該車型為批量生產(chǎn)車型，市場(chǎng)上已大量使用，故障車輛是新下線車，在車輛調(diào)試中就出現(xiàn)了轉(zhuǎn)向異響故障。該車型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使用的是整體式轉(zhuǎn)閥液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向泵由發(fā)動(dòng)機(jī)配帶，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)布置如圖1所示。

圖1 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總布置

2 故障描述

調(diào)試人員反饋汽車在直線行駛時(shí)狀態(tài)正常，但是在拐彎轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)就會(huì)發(fā)出轟隆隆的聲響且轉(zhuǎn)向沉重。通過路試，不管是在原地轉(zhuǎn)向，還是低速行駛抑或高速行駛，左、右轉(zhuǎn)向只要稍微轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤就會(huì)有異響。在轉(zhuǎn)向有異響且沉重的情況下，基本可以確定是由于轉(zhuǎn)向管路不通暢或轉(zhuǎn)向泵不正常工作造成的。

3 原因分析

對(duì)于液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來說，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤打到底時(shí)，發(fā)出嗡嗡的聲音屬于正?，F(xiàn)象。因?yàn)樵趯⑥D(zhuǎn)向盤打到底時(shí)，系統(tǒng)壓力較高，轉(zhuǎn)向器處于卸荷狀態(tài)，這也是轉(zhuǎn)向器的一種自我保護(hù)狀態(tài)，此時(shí)發(fā)出的聲音是由于轉(zhuǎn)向器卸荷造成的，屬于正常。所以在轉(zhuǎn)向過程中，盡量不要將轉(zhuǎn)向盤打死，如果不小心打到底了，要適當(dāng)回一些，防止轉(zhuǎn)向器長(zhǎng)期處于高壓狀態(tài)而減少其使用壽命。

很多情況下，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)異響都屬于不正常的現(xiàn)象，一般造成液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)異響的原因有以下幾種情況［2-3］：①轉(zhuǎn)向管柱與其他零部件發(fā)生了干涉或管柱潤(rùn)滑不足，摩擦力較大；②吸油管路內(nèi)徑選用不合適，造成液壓系統(tǒng)供油不足；③液壓油里存在雜質(zhì)或油罐濾芯被堵塞；④液壓系統(tǒng)缺油或者混入空氣；⑤零部件產(chǎn)品品質(zhì)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)不能正常工作。

4 故障排除

故障車型為正常批量生產(chǎn)車型，且市場(chǎng)上沒有反饋轉(zhuǎn)向異響問題，從而可以排除該異響問題的出現(xiàn)是由于系統(tǒng)匹配不當(dāng)造成的，那么設(shè)計(jì)沒有問題，就應(yīng)該從零部件品質(zhì)上來排查。通過前面路試，基本確定故障原因可能是轉(zhuǎn)向油泵或轉(zhuǎn)向管路出現(xiàn)了品質(zhì)問題。

首先確定轉(zhuǎn)向泵是否正常工作，假如轉(zhuǎn)向泵不能正常工作，那么就無法提供高壓油。簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法就是將高壓油管與動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵用規(guī)定的力矩連接緊固好，高壓油管與動(dòng)力轉(zhuǎn)向器連接的一端擰開處于自由狀態(tài)并放在油盒里，防止液壓油流出造成污染，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)觀察高壓油管接頭處噴出的高壓油是否具有一定的沖擊力。若油量充足且沖擊力較大，說明轉(zhuǎn)向泵沒有問題，能夠正常工作；若油量不足或沒有液壓油流出，說明轉(zhuǎn)向泵存在品質(zhì)問題。按照上述方法進(jìn)行排查，最終確定轉(zhuǎn)向泵沒有品質(zhì)問題，能夠正常工作，在這一過程中，同時(shí)也驗(yàn)證了高壓油管是沒有問題的。

排除了對(duì)轉(zhuǎn)向泵和高壓油管的質(zhì)疑，現(xiàn)在開始檢測(cè)吸油管路和回油管路問題。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，由管路引起的轉(zhuǎn)向異響問題大多是由吸油管路造成的，所以接下來檢測(cè)吸油管路。由于吸油管路壓力較小，不適合利用上述方法，大多數(shù)情況是采用更換零部件的方式來排除。更換吸油管后連接好所有管路，接頭處使用規(guī)定的扭矩?cái)Q緊，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)加滿油，然后起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器掛空擋位，踩下油門同時(shí)左右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，排盡管路里的空氣后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，異響和沉重現(xiàn)象依然存在，初步確定轉(zhuǎn)向吸油管是沒有問題的。然后檢測(cè)回油管路，回油管路內(nèi)也是低壓，只能更換零部件進(jìn)行排查。更換回油管之后重復(fù)以上步驟，異響和沉重現(xiàn)象依然存在。

做到這里，液壓系統(tǒng)的零部件除了轉(zhuǎn)向器之外都已經(jīng)檢測(cè)了一遍，但是問題卻沒有解決。通過上述的初步檢測(cè)，排除了零部件品質(zhì)問題。再進(jìn)行深入分析，能想到的原因可能是由于生產(chǎn)制造誤差導(dǎo)致轉(zhuǎn)向泵和轉(zhuǎn)向器匹配出現(xiàn)了問題，這樣的話就需要更換轉(zhuǎn)向器或轉(zhuǎn)向泵。就在思考更換轉(zhuǎn)向器的過程中，突然意識(shí)到一個(gè)問題，剛才的檢測(cè)操縱過程存在漏洞，那就是所有更換的零部件都是采用的沒有使用過的新件，不能夠確定其內(nèi)部品質(zhì)是否合格。為保證所使用的零部件是合格件，就從另外一輛結(jié)構(gòu)類似且沒有轉(zhuǎn)向異響和沉重問題的車輛上借用，這個(gè)過程工程量會(huì)比較大，但排查問題更重要，鎖定工作方向后就進(jìn)行了操縱。

同樣首先從吸油管開始進(jìn)行更換，將借用車輛上的吸油管拆下安裝到該故障車輛上，連接好所有管路，接頭處使用規(guī)定的扭矩?cái)Q緊，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)加滿油，然后起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器掛空擋位，踩下油門同時(shí)左右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，排盡管路里的空氣后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，預(yù)期的結(jié)果出現(xiàn)了，沒有了刺耳的轟隆隆的聲音，工作人員反饋轉(zhuǎn)向操縱也變得輕便了，終于解決了該車的異響和沉重問題。

確定了問題的原因出在吸油管上，但是從外觀上看沒有任何問題，為找到吸油管的具體品質(zhì)問題，隨即決定將吸油管沿中心軸全部剖開。剖開之后發(fā)現(xiàn)金屬管路的內(nèi)徑出現(xiàn)了問題，設(shè)計(jì)要求管路內(nèi)徑是一樣大小的，但是該零部件卻出現(xiàn)了內(nèi)徑突然變小的一段管路，如圖2所示，這種現(xiàn)象導(dǎo)致了液壓系統(tǒng)內(nèi)部噪聲的產(chǎn)生，同時(shí)由于動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵供油不足出現(xiàn)轉(zhuǎn)向沉重問題。

圖2 吸油管剖切圖

5 結(jié)論

在此之前沒有出現(xiàn)過類似的零部件品質(zhì)問題，誰也不曾想到會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)小小的內(nèi)孔直徑突變帶來這么嚴(yán)重的問題。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車的重要組成部分，不管是設(shè)計(jì)階段還是生產(chǎn)制造階段，不管是總成件還是零部件，都必須做好品質(zhì)監(jiān)控，保證產(chǎn)品使用的可靠性、安全性、舒適性，防止由轉(zhuǎn)向操縱不便對(duì)駕駛?cè)藛T及乘車人員帶來不必要的傷害。

一般產(chǎn)品出廠前都會(huì)進(jìn)行性能測(cè)試［4］，新車的安全性能是可以得到保障的。多數(shù)用戶反饋新車購(gòu)買的時(shí)候轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒有任何問題，后期就會(huì)出現(xiàn)異響、沉重問題，其實(shí)這不是產(chǎn)品品質(zhì)問題，基本都是由于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒有得到有效保養(yǎng)造成的。那么在使用這種液壓助力轉(zhuǎn)向的汽車時(shí)，特別是工作環(huán)境比較惡劣的情況，一定要定期對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)，防止液壓油乳化變質(zhì)或系統(tǒng)內(nèi)混入雜質(zhì)堵塞管路和油罐過濾網(wǎng)，影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正常使用。