掌握汽车维修常识：转向系统控制与诊断

1.动力转向系统

动力转向系统有循环球式转向系统和齿轮齿条式转向系统两种。

（1）循环球式转向系统

在循环球式转向系统中，用一个蜗轮将转向盘的运动转变成齿扇轴的运动。实际上，由一个连接在齿扇轴底部的转向垂臂移动一个转向橫拉杆，由一个中间拉杆移动另一个转向橫拉杆。

（2）齿轮齿条式转向系统

在齿轮齿条式转向系统中，由齿条和锥齿轮这两个部件将转向盘的旋转运动转变为橫向运动。转向轴与转向机中的小齿轮相连接。小齿轮随转向盘一起转动。小齿轮上的轮齿与齿条上的轮齿相啮合。当小齿轮转动时，就带动齿条来回移动。齿条的橫向运动推、拉转向橫拉杆，从而改变车辆前轮的方向。

维修知识

动力转向压力软管将动力转向泵连接接头连接到动力转向机上，并允许加压的动力转向液从泵流到转向机中。

动力转向回油软管使转向液从动力转向机流回到动力转向储液罐中。动力转向系统回油管路中可能包含一个集成的片式或管式动力转向液冷却器。

在一个典型的动力转向系统中，动力转向泵产生液压，促使油液经过压力软管流到转向机阀总成中。转向机阀总成调节油液进入左侧和右侧腔室中，促使车辆向左和向右转。

转动转向盘起动转向机阀总成，使较高的油压和流量施加在动力转向机活塞的一侧，较低的油压和流量施加在活塞的另一侧。压力有助于转向机活塞的运动。转向横拉杆将此力传递到了前轮上，从而使车辆向左转或向右转。

2.电控机械助力转向系统

（1）特点

电控机械助力转向系统与液压转向系相比，电控机械助力转向系的最大的优点是，在使用电控机械助力转向系的情况下，无需再配备液压系统。使用的电控机械助力转向系采用了双小齿轮结构。这种结构以两个小齿轮（转向和传动小齿轮）为特点，通过这两个小齿轮可以将转向力传递到齿条，如图5-17所示。

图5-17 电控机械助力转向系统

（2）随速控制

为了能够进行转向支持，装配了电控机械助力转向系电动机，该电动机可以根据需要起动助力转向系，见表5-8。

表5-8 随速控制

（续）

（续）

（续）

（3）转向系统诊断

1）转向器

①在双小齿轮电控机械助力转向系中，由转向小齿轮和传动小齿轮将必需的转向力传递给齿条。驾驶人施加的转矩通过转向小齿轮来传递，而传动小齿轮得到蜗杆传动装置传递的电控机械助力转向系电动机的支持转矩。

②转向器由转向转矩传感器、扭杆、转向小齿轮、传动小齿轮、蜗杆传动装置以及带控制单元的电动机构成。电控机械助力转向机的核心部件就是转向器中的带两个花键的齿条。

电控机械助力转向系统及部件如图5-18所示。转向器如图5-19所示。

图5-18 电控机械助力转向系统及部件

图5-19 转向器

维修知识

用于转向支持的电动机带有控制单元和传感单元，它安装在第二个小齿轮上。这样就建立了转向盘和齿条之间的机械连接。因此，当伺服电动机失灵时，车辆仍可以通过机械传动进行转向。(www.xing528.com)

2）转向角传感器G85

①转向角传感器主要由下列部件组成：带两个编码环的编码盘；带一个光源和一个光传感器的光栅组。编码盘由两个环构成，外侧为绝对环，内侧为增量环，如图5-20和图5-21所示。

②该传感器位于复位环后侧，复位环上带有一个安全气囊滑环。传感器固定在转向柱和转向盘之间的转向柱上。它通过CAN数据总线将信号传递到转向柱电子系统控制单元J527，由此控制单元获悉了转向角的大小。转向柱电子系统控制单元中的电子装置分析这个信号。

图5-20 转向角传感器

维修技能

转向角传感器失灵故障时的影响：

传感器失灵时，紧急运行程序启动。由—个备用值替代消失的传感器信号。转向支持功能仍能进行。指示灯Kl6l接通，来显示该故障。

图5-21 转向角传感器编码盘

维修技能

①增量环分成5段，每段之间间隔72°，由光栅组来读取。每个段内，环的连接中断。在—个段内，断裂顺序是—样的，但是每个段的断裂顺序不同。由此可以对段编码。

②绝对环确定了角度，并由6个光栅组来读取。

③转向角传感器可以识别l044°的转向角度。它叠加转向角度。因此，超过360°标记时，它认为转向盘转动已满。

④转向器的构造允许转向盘转满2.76次。

3）转向转矩传感器G269。转向转矩传感器G269（图5-22）将转向盘转矩直接传递给转向小齿轮。传感器根据磁阻原理进行工作。

维修知识

转向柱连接在转矩传感器上，转向器通过扭杆连接在转矩传感器上。连接转向柱的元件上有一个电磁的磁极转子，在这个转子中不同电磁极的24个区域轮流交替。每次使用两个磁极来进行转矩分析。

当操作转向盘时，根据出现的转矩，两个连接元件以相反的方向转动。由于这时磁极转子也以传感器元件相反的方向转动，可以测量转向转矩，并将测得的转矩作为信号传递给控制单元。

图5-22 转向转矩传感器G269

维修技能

如果转向转矩传感器损坏，必须更换转向器。如果识别到故障，转向支持系统关闭。但是关闭的过程不是突然的，而是“软的”。为了能够进行“软”关闭，控制单元必须根据电动机转向角和电动机转子转向角来计算出转矩备用信号。控制灯Kl6l红色以显示有故障。

4）转子转速传感器。转子转速传感器是电控机械助力转向系电动机V187（图5-23）的组成部分。无法从外部接触到转子转速传感器。

转子转速传感器根据磁阻原理进行工作，它的结构和转向转矩传感器G269一致。它获悉电控机械助力转向系电动机V187的转子转速，这个转速是能够准确起动电机所必需的。

图5-23 电控机械助力转向系电动机V187

维修技能

传感器失灵时，将使用转向角速度作为备用信号。转向支持系统可安全关闭。因此传感器失灵时，转向支持系统不会突然关闭。指示灯Kl6l红色，以显示该故障。

5）指示灯K161。指示灯K161有故障时，可以有两种指示灯颜色。黄色代表轻度警报。指示灯红色时，还会发出三声响亮的警报音（图5-24）。只有当转向辅助控制单元信号到达，并说明系统工作状态正常时，指示灯才熄灭。这个自检过程大约需要2s。发动机起动后，指示灯立刻熄灭。

图5-24 指示灯K161

6）转向系统电子控制功能示意图，如图5-25所示。

图5-25 电子控制功能示意图