1.4.4大众波罗(Polo)轿车电动液压助力转向系统
上海大众2002款波罗(Polo)轿车装备了电动液压助力转向系.统。它是典型的可变助力转向系统,虽然也靠液压力帮助驾驶员转向,但其液压泵(齿轮泵)是通过电动机驱动的,与发动机在机械上毫无关系,助力效果只与转向盘角速度和行驶速度有关。
图92所示为波罗轿车电动液压助力转向系统示意图。它主要由动力转向器1、电动液压泵总成和各种传感器组成。电动液压泵总成是由动力转向ECU 7、电动液压泵8(电动机和液压泵)、储油罐10和限压阀9等集成在一起形成的,用一个消声罩包封,利用橡胶支承弹性地悬挂在支架上,而支架安装在发动机舱左侧的车架纵梁上。
动力转向ECU接收各传感器传来的信号(包括转向盘转角变化量、车速和发动机转速等),据此控制电动机的转速,改变液压泵的供油量,从而调整动力转向器中油压和辅助转向力的大小。转向盘转角增量越大或车速越低则电动机转速越高,液压泵供油量也越大。
汽车直线行驶时,动力转向器的转阀处于中间位置,转向助力传感器2检测不到转向盘的转动。这时,动力转向ECU控制电动液压泵,使输出的油液极少,几乎是无压力地通过动力转向器经回油道流回储油罐,动力转向系统不工作。
汽车转向时,扭杆变形,转阀开始工作,使动力缸的一个油腔接通油泵,而另一个油腔则经回油道通向储油罐。同时,转向助力传感器检测到转向盘的转角变化,将信号传送给动力转向ECU。ECU根据转向盘转动和车速等信息确定并提高电动机的转速和液压泵的供油量,使油路中的油压升高,推动动力缸活塞移动实现转向助力。
根据动力转向ECU提供的供油特性,系统在低速行驶时助力作用大,驾驶员操纵轻便灵活;在高速转向时系统的助力作用减弱,驾’驶员的操纵力增大,具有明显的“路感”,既保证转向操纵的舒适性和灵活性,又提高了高速行驶中转向的稳定性和安全感。
利用电动机驱动液压泵进行转向助力,故电动液压助力转向系统也被称为“混合式”动力转向系统。液压泵供油量主要是由转向盘转角变化量和车速决定的,其供油特性更符合转向系统对助力作用的实际要求。因此节省能量,并且能够获得更加理想的转向助力特性。但它在不转向时仍然存在能量损失,而且液压系统的固有缺陷仍然存在,而电动机直接助力的动力转向系统则较好地解决了这些问题。
1.4.5汽车液压动力转向系统故障诊断与排除
(1)动力转向系统的检查
①转向油液的检查、加注和排气。将汽车停放在平坦路面上,使发动机以1000r/min转速怠速运转,来回转动转向盘数次,使动力转向油液温度达到80℃,检查转向油液是否有起泡或乳化现象。如果油液起泡或乳化,表明动力转向系统内已渗人空气或液面太低,应予以检查并放气或加注油液。
②系统液压的检查。将动力系统接上压力表(即从动力转向泵上拆下压力管,再将压力表与动力转向泵及压力管连接在一起),启动发动机,来回转动转向盘2~3次进行放气。待油液温度正常时(80℃ ),使转向盘在中间位置,一打开开关阀,此时压力表读数应小于规定值(有的汽车规定为1030kPa)。若压力超规定值,应检查油路是否有堵塞现象。检查发动机在1000r/min和3000r/min时的压力,两者的压力差应低于500kPa。如果压力差过大,应更换转向泵。
③转向盘自由间隙的检查。将转向轮和转向盘转至直行位置,启动发动机,使发动机怠速运转,测量无负荷时的循环压力是否符合规定值,然后将转向盘中间位置做好标记,轻轻地向一侧转动转向盘直至压力升高0. 1 MPa,此时转向盘的转动量不得超过标准自由行程量的1/2,两侧相加不得超过标准自由行程。如果自由行程较大,应检查转向传动装置是否松旷,然后调整动力转向器的齿扇和齿条间啮合间隙。
(2)动力转向装置的调整(以北京切诺基汽车动力转向系统为例)
①调整螺塞预紧度。调整螺塞的作用是支撑短轴组件并对阀体组件和转向螺杆进行轴向定位。如果拧得过紧,将使阀体和螺杆转动困难,因而助力作用不稳。如果过松,则阀体和螺杆出现轴向窜动,因此,必须保证它对止推滚针轴承有正确的预紧度。调整步骤如下。
a.用大约27N - m的紧固力矩拧紧螺塞,然后在壳体上与螺塞端面上任一孔位置处做一标记。
b.从转向器壳体标记处往回(逆时针方向)量出4. 7~6. 31mm的距离并做上标记。
c.按逆时针方向拧动螺塞,使螺塞上端面上的孔对准新的标记处。
d.装上调整螺塞的锁紧螺母并上紧到115N·m(拧紧时应确保螺塞位置不变)。
e.顺时针转动短轴,直至转不动时,再将其回转1/4圈。
f.用扭力扳手测量短轴的旋转力矩,当逆时针方向缓慢转动转轴,并在扭力扳手转到处于或接近垂直位置时,记下读数,此值应在0. 45~1. 15N·m。如果数值过大,则应旋松调整螺塞,反之,则应拧紧调整螺塞。
②齿扇和齿条(活塞)啮合间隙的调整。此项调整应在调整螺塞预紧度之后进行。
a.将转向器侧盖上的锁紧螺母拧松,然后把摇臂轴上端的调整螺钉拧至全伸出位置,再顺时针转动1/2圈。
b.将齿条(活塞)处于中间位置,此时短轴上端外露的花键轴上铣切的平面应朝上,并和侧盖端面平行,而转向摇臂轴上的定位键槽应和调整螺钉对准。
c.顺时针拧动调整螺钉,使摇臂伸出,同时用扭力扳手测量转动力矩,在左、右45°范围内缓慢转动扭力扳手,并在扭力扳手处于垂直位置时记下最大阻力矩,其值应在2N·m以内,调好后用27N·m的转矩,紧固好锁紧螺母,然后再测量短轴的转动力矩,其值应在2N·m以内。
(3)汽车动力转向系统的故障
以载重汽车的动力转向系统故障分析为主线,见表12,其他汽车的动力转向系统故障分析有类似的性质。
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