别克君威转向沉重故障检修方案设计毕业设计

2024年1月6日发(作者：今年什么车销量第一名)

前言 ...................................................................................................... 1

一、故障现象 ...................................................................................... 1

二、电子助力转向系统概述 .............................................................. 1

三、电子助力转向系统故障诊断流程

1故障可能原因分析 ................................................................................ 4

2故障诊断流程图 ................................................................................... 5

3检查步骤 .............................................................................................. 5

四、电子助力转向沉重故障排除流程 ............................................. 7

1准备工作 .............................................................................................. 7

2拆卸步骤 .............................................................................................. 7

3安装步骤 .............................................................................................. 7

五、结束 ............................................................................................ 8

六、致谢 .............................................................................................. 8

参考文献 .............................................................................................. 8

毕业设计诚信声明 .............................................................................. 9

方案名称

前言

别克君威转向沉重故障检修方案设计

别克君威是由美国别克公司生产的一款中高档紧凑型轿车，有混合动力型，耗油量较之前有所下降，加上其驾乘的舒适感和动感的外形，虽然价格方面不算偏低，但仍然让很多人青睐。在中国的轿车市场上占距一定地位。其时代感的外形，人性化的精致内饰及豪华的高科技配置，充分体现对成功领导人士的尊重；别克君威汽车最大优点是外观大气时尚，动感十足；内饰精致且配置丰富；T系列车型动力充沛。别克君威特有的V6强劲动力和宁静顺畅的驾乘感受满足了他们对商务座驾的高度要求。2002年12月26日，国产的别克君威正式下线，替代别克世纪成为国内商务车市场极富竞争力的车型。

一、故障现象

一辆来厂维修的别克君威汽车，该车是2015年购买，车主反映，该车在连续行驶半小行驶约半小时左右就会出现转向沉重，方向盘无法回正，通过检查发现，该车在冷车状态并无故障，助力转向系统无助力输出，造成转向沉重。该车配备的是电动助力系统。

二、别克君威转向系统概述

电动助力转向系统（缩写EPS），如图1所示。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。

电动助力转向系统的基本原理：它利用电动机产生的动力来帮助驾驶员进行转向操作，电动机仅在需要助力时工作，驾驶员在操纵转向盘时，扭矩转角传感器根据输入扭矩和转向角的大小产生相应的电压信号，车速传感器检测到车速信号，控制单元根据电压和车速的信号，给出指令控制电动机运转，从而产生所需要的转向助力。

电子助力转向系统的作用：转矩传感器与转向轴（小齿轮轴）连接在一起，当转向轴转动时，转矩传感器开始工作，把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动角位移变成电信号传给ECU，ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，从而完成实时控制助力转向。因此它可以很容易地实现在车速不同时提供电动机不同的助力效果，保证汽车在低速转向行驶时轻便灵活，高速转向行驶时稳定可靠。

图1 电子助力转向系统

扭矩传感器：分为动态和静态两大类，其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号旋转式扭矩传感器UTMII的原理。

IJTMII通过应变仪检测对旋转轴施加的扭力。

由此将对旋转轴施加的扭矩量转换为电信号，如图2所示。

向旋转装置供电以及检测电气信号都通过非接触方式完成，旋转装置与框体之间

车速传感器; 车速传感器是用来检测电控汽车的车速的装置，图3为车速传感器的组成，有控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速，自动变速器的变扭器锁止，自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其他功能。图4所示为车速传感器的工作原理。

图2车速传感器

图3 车速传感器的安装位置图4 车速传感器的工作原理

1-输出轴、2-停车锁止齿轮、3-感应线圈、4-永久磁铁、5-车速传感器、6-电子控制单元

电动机；把电能转换成机械能的一种设备，图5为电动机的组成。

图5 电动机的组成

减速机构；原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用。如图6所示，减速机构的组成。

图6减速机构

电子控制单元；给各个传感器提供参数电压，接受传感器信号，进行储存，计算和分析处理后执行器发出指令。

EPS的基本原理是：转矩传感器与转向轴（小齿轮轴）连接在一起，当转向轴转动时，转矩传感器开始工作，把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动角位移变成电信号传给ECU，ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，从而完成实时控制助力转向。因此它可以很容易地实现在车速不同时提供电动机不同的助力效果，保证汽车在低速转向行驶时轻便灵活，高速转向行驶时稳定可靠。

电动助力转向系统是在传统机械转向系统的基础上发展起来的。它利用电动机产生的动力来帮助驾驶员进行转向操作，系统主要由三大部分构成，信号传感装置(包括扭矩传感器、转角传感器和车速传感器)，转向助力机构(电机、离合器、减速传动机构)及电子控制装置。电动机仅在需要助力时工作，驾驶员在操纵转向盘时，扭矩转角传感器根据输入扭矩和转向角的大小产生相应的电压信号，车速传感器检测到车速信号，控制单元根据电压和车速的信号，给出指令控制电动机运转，从而产生所需要的转向助力。

三、别克君威转向沉重故障诊断流程

1.故障可能原因分析。

转向机蜗杆轴承装配过紧，或转向机件啮合过紧;横、直拉杆球节装配过紧或接头缺由;转向节主销与衬套配合过紧;转向轴和套管弯曲，互相摩擦或卡住;转向装置润滑不良等。判断故障的具体原因时，可拆下转向摇臂，转动转向盘，如感觉沉重则应调整转向机轴承松紧度、各机件的啮合间隙。若有松紧不均或有卡住现象，则应拆下转向机检查轴承及各部分机件有无损坏，转向轴及套管有无摩擦或卡住现象，必要时进行修理和更换。

转动转向盘时，如感到轻松，则故障在转向传动机构。应顶起前轴，并用手左、右扳动前轮。如过紧，应检查转向节主销与衬套，推力轴承和横、直拉杆球节配合是否过紧，润滑是否良好。必要时进行调整和闰滑。

2.故障诊断流程图（如图7所示）

转向沉重

异常

检查传动带

正常

异常

检查储液罐液面高度

正常

异常

检查系统空气排放

正常

异常

检修

检查转向盘转向力矩

正常

异常

直流电动机检测

排除故障

正常异常

正常

异常

电磁离合器的检测

车速传感器检查

图7 故障诊断流程图

3.检查步骤

电控转向系统基本检查

电控转向系统故障集中在油路系统和电控系统中,对于油路系统的检修在基本检查中逐步排查，电控系统的检修主要针对传感器、执行器、ECU及线路连接，并应充分利用故障自诊断系统的功能。电控转向系统装配完毕后,应进行基本检查,主要包括针

对液压系统的油量、油压试验,系统排气,转向油泵皮带松紧度调整,以及电控部分及相关部件的工作状态检查等,以确定系统是否需要进一步检修,保证转向系统良好的工作性能。不同车型动力转向系统的检查内容和方法基本类似。初步检查，在进行系统检查之前,首先要根据车辆的具体情况初步的检查一下轮胎气压、前轮定位、悬架与转向连接杆之间的润滑情况、转向系统接头及悬架臂球头等处是否正常,转向柱管是否弯曲,转向盘的自由间隙是否正常等。常规检查。

(1)检查传动带

对于动力转向泵传动带的检查主要包括两项内容:一是传动带与带轮配合位置的检查,二是传动带松紧度的检查,利用专用工具检查,在95Nm的作用力矩下,皮带的挠度为: 运转5min 以下时:7.5-9.5mm; 运转Smin 以上时:9-13mm。

(2)检查储液罐液面高度

检查油面高度时,保持车身水平位置,油温80%C时进行。在发动机850r/min)的条件下,反复将转向盘从左侧打到右侧再返回,使得油温达到正常要求后,打开储液箱,检查液压油有无泡沫或乳化现象,量油尺液面应在HOT范围以内。若在检查系统无泄漏情况下需要补给液压油,按规定号牌补给;若需更换液压油,则先项起转向桥,从转向油罐及回油管排出旧液压油,并将转向盘反复左右转至极限位置,直至旧液压油排尽后1-2S后加注新液压油。

(3)系统空气排放

动力转向系统在更换液压油后，然后检查转向油罐中油位时发现有气泡冒出时，说明系统内渗入了空气,必须对系统进行排气,否则将引起前轮摆动,转向沉重,转向噪声故障。具体排气过程如下:升起转向桥,息速运转发动机,反复向左.右转动转向盘到极限位置,直至转向油罐内无气泡冒出并消除乳化现象,表明已基本排除干净液力转向系统中的空气。

(4)检查转向盘转向力矩

使汽车停放在平坦地面上,两转向轮在直线行驶位置,发动机息速运转，测量转向盘从中间位置向左、右转动所需的力矩,标准:不大于5.9Nm。电动转向系统执行器的检测。

(5)直流电动机检测

从转向器断开电动机的导线插接器，在两端子间加上蓄电池电压时,电动机应用均匀运转声,否则应更换。一些价位较低的轿车使用的直流电动机工作嗓音较大,只要不影响使用,可以不换。

(6)电磁离合器的检测

断开转向器上电磁离合器导线插接器,将蓄电池正极与电磁离合器1号端子连接,负极与6号端子相连,在接通和断开的瞬间应有吸气声,否则必须更换。

(7)车速传感器检修

顶起汽车,旋用万用表测量传感器侧线束插接器上的SPD 与GND之间转后轮，的电压,应在0-5V之间,否则应检查传感器及其连接线路。

(8)车速传感器检查

顶起汽车,旋转后轮,用万用表测量传感器侧线束插接器上的SPD与GND之间的电压,应在0~5V之间,否则应检查传感器及其连接线路。EPS警告灯的检查。当点火开关处于ON 位置时,EPS警告灯应点亮,发动机起动后警告灯熄灭为正常。警告灯不亮时,应检查灯泡是否损坏,熔丝和导线是否断路。若发动机起动后,警告灯仍亮,首先应考虑该系统是否处于保险状态,然后进行自诊断操作。

当自诊断系统诊断出有故障后,控制电路停止向电动机供电,并且将离合器脱开,此时系统恢复至机械转向系统,仍能够实现正常的转向,只是转向力变大。将万用表直流电压档的正测试棒接在诊断插座的2号端子上,负测试棒接铁,接通点火开关ON档,通过表针的撰动显示故障码。如果有多个故障码,故障码将以由小到大的顺序显示出来。

四、别克君威转向沉重故障排除流程

1.准备工作

(1)始终坚持“安全第一”的工作原则，做到按部就班，工序严谨，做好保护措施；

(2)对要做维修的汽车进行登记，了解该车大概信息（如：生产年份、车辆上次维修时间及维修内容、车辆刮痕等）；

(3)准备维修工具以及设备(套好三件套)。

2.拆卸步骤

(1)先断开蓄电池电源线; 吊起车辆，拔下电动机线束插接端口。

(2)然后拆下固定横拉杆的螺母。

(3)拆卸左前轮罩处的转向器固定螺栓。

(4)拔下转向传感器的线束插接端口。

(5)拆卸后横板上固定转向器的左边自锁螺母。

(6)把车辆放下。拆卸紧固齿条与转向横拉杆的螺栓。

(7)拆卸仪表板侧边下盖、通风管和踏板盖。

(8)拆卸紧固转向小齿轮与下轴的螺栓，使各轴分开。

(9)拆卸防尘套。

(10)拆卸后横板上转向器的固定自锁螺母。

(11)拆下转向器。

3.安装步骤

安装时应注意: 线束插接端口是否老化、破裂等现象，就应该更换。

(1)安装后横板的转向器，安装自锁螺母但不必完全拧紧。

(2)吊起车辆，安装线束插接端口; 安装在左前轮罩上的转向器固定螺栓，20N.m

的力矩拧紧螺母，安装在后横板上转向器固定自锁螺母，并且用40N.m 的力矩拧紧螺母;

(3)把车辆放下。用40N.m 的力矩拧紧在后横板上转向器的固定螺母; 安装横拉杆支架固定螺栓，并用45N.m 的力矩拧紧; 安装保护网(防尘套) ;连接下轴，安装固定螺栓并用25N.m 的力矩拧紧;安装踏板盖。通风管和仪表板盖。

(4)吊起车辆。安装固定横拉杆支架的自锁螺母，并用45N.m 的力矩拧紧。

(5) 安装好转向器后，应调整齿轮齿条啮合间隙，确保无间隙啮合。调整时，车轮直行且着地，先松开补补偿装置调整螺钉的锁紧螺母，然后向里拧动调整螺钉，直到齿轮与齿条啮合间隙完全消除且转动方向盘不费力为止。最后稳定住调整螺钉，将锁紧螺母锁紧。

五、结束

通过做这次毕业设计，使我对大学三年的学习有了更进一步的认识，也更加系统的考核了我对所学专业知识的掌握程度及运用能力。在完成这次毕业设计的过程中我直阅了大量的资料，接触了与汽车相关的设计、制造等领域的内容，还向去各个汽车公司实习的同学进行交流，在不断的收集资料、整理资料、总结资料再整理之后终于完成了这次的毕业设计。总之通过这次毕业设计真是让我受益匪浅。同时我对未来的汽车行业也充满了信心。据了解，在世界范围内，汽车循环球式转向器占45%左右，齿条齿轮式转向器占40% 左右，蜗杆滚轮式转向器占10% 左右，其它型式的转向器占5%.循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展动力转向是发展方向: 动力转向系统的应用日益广泛，不仅在重型汽车上必须装备，在高级轿车上应用的也较多，在中型汽车上的应用也逐渐推广。土要是从减轻驾驶员疲劳，提高操纵轻便性和稳定性出发。虽然带来成本较和结构复杂等问题，但由于优点明显，还是得列很快的发展。从发展趋势上看，国外整体式转向器发展较快，而整体式转向器中转阀结构是日前发展的方向。

六.致谢

这次的毕业设计是在蒋老师的悉心指导下完成的。从课题的选择、设计到方案的撰写以至最终定稿，期间遇到很多很多问题，都得到了蒋老师全力细心的指导。在此，向蒋老师表示衷心的感谢！

感谢机汽分院的所有老师和领导多年来对我的培养、帮助，使本人在学习中不仅学到了必备的专业知识技能和思考解决问题的方法，还学到了严谨治学的科研精神和积极进取的人生态度。谢谢各位老师的精心培养，热心帮助和鼓励。

感谢蒋老师所带毕业设计小组的所有同学，正是大家衷心的鼓励和热情的帮助，才使我能够顺利地完成本次设计。

同时，感谢热爱专业的所有同学，给我创造了一个团结进取，充满温暖，充满爱的大集体，使我快乐而且充实地渡过了人生中最美好的大学时光。

参考文献

[1]2015年别克君威维修手册

[2]宋晓松.汽车机械基础项目教程[M].北京：天津科学技术出版社，2011年

[3]卢圣春.汽车装配与调整[M].北京：北京理工大学出版社，2015年

[4]于飞.汽车结构与拆装技术[M].北京：天津出版传媒集团，2013年

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转向,系统,传感器,检查