1.转向系统的构造

转向系统通过转向器和传动机构将转向盘的运动传递给前轮，使前轮产生偏转。在转动转向盘时，通过转向管柱内的转向轴转动转向器（图5-10）。

图5-10 转向系统

转向器分为蜗杆式和齿轮齿条式，它将转向盘的旋转运动转换为转向轮的侧向运动。转向传动机构使转向器与转向节相连。

平行四边形转向系统仍然用在一些全车架式车型和大型皮卡车上。转向摇臂将转向器与联动杆相连。转向动作经过中心连杆传输，它们也是用球节或套管相连。随动转向臂在另一端支撑中心连杆，使系统保持平行，并传递水平的转向作用。如果上下运动幅度太大，车轮前端的变化将超过制造厂规定的限度，因而造成轮胎的提前磨损。

联动装置通过横拉杆球头与转向节相连。它们是系统最终的可磨损枢轴。球节的松弛会导致转向游隙。如果在检查期间，轮胎能横向摆动（汽车离开地面，仅用手压），则说明横拉杆球头磨损或损坏，应更换。

齿轮齿条式转向系统是承载式车身车辆上最普通的一类系统。齿轮齿条式转向器采用转向柱连接的小齿轮和转向器壳中传动齿条。通过小齿轮的移动，使齿条在箱内从右向左运动。转向齿条的两端通过转向横拉杆与前轮主销相连。在承载式车身结构中，一些车辆的齿轮齿条式转向机构装在前隔板上。在另外一些车辆上，齿轮齿条式转向机构安装在前悬架横梁或发动机的支架上。齿轮齿条式转向机构的安装必须很牢固，任何松动都使汽车在道路上行驶时产生摇晃。

动力转向装置采用液压或电能减小转动转向盘所需的力（图5-11），可以减轻驾驶人在长途驾驶时的疲劳，也使汽车在底速行驶或停车时更容易转向。有两种结构的动力转向系统：液压转向助力系统和电子控制转向助力系统。传统的动力转向系统利用液压帮助转向。动力转向软管将转向油输入和输出油泵，转向杆系或转向器中的液压活塞帮助转动车轮。液

图5-11 液压和电动助力转向系统

压阀控制助力的大小。在电子助力转向系统中，电动机和电子控制装置在转向时提供助力。

2.转向系统的检查

对齿轮齿条转向系统进行检查时，必须将车辆升高，使前悬架不承载。用肉眼检查转向系统是否有机械损坏。检查防尘套是否泄漏，检查转向横拉杆，并检查各安装位置有无变形，还应检查横拉杆球头。

在靠近轮胎处抓住转向横拉杆，并试着将它上下推动，如果出现纵向松动，表明已经磨损或损坏。检查转向横拉杆球节时，可以挤压波纹管，直到可以感觉到球节。用另一只手推拉轮胎。如果球节松动，表明已经磨损和损坏。再用两只手各抓住一个前轮胎，看它们能否沿着相反的方向移动。如果轮胎的移动量过大，就有可能产生了磨损或损坏。在做上述检查的同时，还要检查齿轮齿条系统。如果出现松旷，就可能有故障。

如果认为转向系统损坏，检查转向盘转动间隙并测量转向力。转向间隙检查是测量转向盘的自由转动量，即不引起前轮或轮胎移动的转动量。起动发动机，来回转动转向盘，不要使前轮转动。在不会导致轮胎转向的情况下，比较转向盘转动量。转向盘间隙一般应不超过大约12mm。但一定要参考制造厂的技术规范。

转向力检查涉及使用弹簧秤测量转动转向盘需要的力。如果转动转向盘需要的力高于制造厂的规范，则某些部件可能在碰撞中损坏了。最常发生的是转向齿条总成弯曲，造成转向力增加，此时必须更换或整修转向齿条。齿轮齿条未校正好会导致颠簸或跳跃、行驶中转向几何结构改变，不能通过改变横拉杆的长度来修复这种故障（表5-2）。(www.daowen.com)

表5-2 转向系统的故障诊断

（续）

3.转向系统的维修

（1）转向齿条的更换 为了拆卸齿轮齿条转向机构，首先从转向节上拆下外横拉杆的端头。然后从车架、承载式车身或横梁上拧松转向器固定支架。此外，断开转向柱联轴器或U形节。转动转向器，将转向齿条滑出底盘。

（2）车轮和轮胎的维护 在碰撞中，车轮可能会弯曲和破裂，仔细检查车轮有无问题（划痕、凹痕、轮缘弯曲、裂纹及其他损伤）。用千分表检查车轮的跳动量，车轮跳动会导致车辆振动。车轮跳动是由轮圈弯曲、损坏引起的。径向跳动导致车轮的直径随着转动而变化；轴向跳动导致车轮在转动时侧向摆动。可用千分表快速检查车轮的跳动量。

如果发现车轮或轮胎有问题，应当更换。在安装车轮时，尤其是轻质的铝车轮，要用扭矩扳手按星形方式或十字交叉方式紧固带耳螺母。这样做可以防止轮毂和车轮翘曲，从而避免跳动和振动。

（3）转向柱的维修 为了降低人员受伤的概率，汽车工程师设计出了溃缩式转向柱，这类转向柱在碰撞中被驾驶人冲撞时会收缩。转向柱上的转向盘通常是由一个大螺母固定的，而且是压入式配合。在拆卸时，可用转向盘拉拔器拆卸转向盘。将螺栓拧到转向盘的螺纹孔内。确保螺栓的螺纹与螺孔的螺纹类型相配，用扳手或棘轮向下拧紧拉拔器。转向管柱用螺栓固定在仪表板底部和前围板上。拆下这些固定螺栓，将转向轴从转向器上断开，就可以拆下转向管柱。装配顺序与拆卸顺序相反。

在碰撞后（溃缩式转向柱被压缩）或在转向柱内部零件出问题时，需要对转向柱进行维修。大部分转向柱修理工作不需要将它从车辆上拆下来，但有些维修工作却必须拆下来才能完成。

（4）电动助力转向的维修 电动助力转向系统主要由转矩传感器、车速传感器、控制单元、电动机、电磁离合器和减速机构等组成。

①转矩传感器故障诊断。电动助力转向系统应用的是摆臂式转矩传感器。其相当于一个电位计，它具有双回路输出，即主转矩（对应IN+端电压值）、副转矩（对应IN-端电压值）输出，其主、副转矩输出特性是当转矩传感器正常工作时，电位计的两个输出即主转矩和副转矩信号。理论上，正常工作范围在1～4V，并且当转向盘处于中间位置时，转矩传感器的主转矩和副转矩的输出电压均为2.5V。一旦其本身及信号采集电路出现异常，输入CPU的主、副转矩信号将大于4V或小于1V或两信号之差超过3V。但实际车辆行驶中，虽然硬件和软件设计中考虑了各种抗干扰措施，各种偶尔的噪声或振动还是或多或少的会引起转矩信号的暂时偏差，而这种偏离是暂时的且系统能自动修复，故将转矩信号的异常界限值设为0.9～4.1V，并且只有当信号值超出其范围持续一定时间（如30ms），才判定转矩传感器有故障，这样可以减少因其他外界原因而引起对转矩传感器故障的误判。此外，转矩传感器的信号检测是建立在+5V的稳压电源基础上的，稳压电源电路的正常与否将直接影响到主、副转矩信号。因此在检测转矩传感器主、副转矩信号异常之前，首先判断转矩传感器电源电压是否在规定范围内。考虑到三端稳压集成块在环境温度影响下其输出电压会有±0.1V的偏差，因此我们规定其正常输出电压为（5±0.2）V。如果CPU检测到电源电压异常，此时就跳过对转矩传感器信号的检测，这样可以避免对转矩传感器本身故障的误判。

②电动机故障诊断。转向助力大小是通过控制电动机电流来实现，因此检测电动机两端的实际控制电流就显得非常重要。电动机电流采集电路，通过测量串联在驱动回路中的精密电阻两端的电压，经过信号放大和适当的电容滤波，然后通过端口反馈给CPU，此时程序设计将此电压与理论计算电压进行比较，如果两者悬殊过大；或者连续几分钟之内的平均电流消耗超过预先规定的数值，就判断电动机及其线路有故障。

③车速传感器故障诊断。车速信号是数字信号，因此不需要经过A/D转换，只需经过一定的整形电路，就可以直接送给CPU的定时器/计数器端口，然后通过计数器对波形的一定时间内的计数即可采集车速。将采集的信号与相应工况的规定值比较，即可以诊断故障。

④电磁离合器故障诊断。电磁离合器的分离与接合稳定与否将直接影响转向特性，因此系统工作时，其状态信号要及时反馈给CPU。当离合器处于接合状态时，端口输出高电流；反之，输出低电流。因此可以通过测量端口电流判断离合器工作是否良好。

⑤控制单元故障诊断。控制单元本身不易出现故障。主要通过在硬件方面进行合理的布线和相应的滤波、抗干扰等措施来减少故障的发生；软件上通过使用看门狗技术、容错技术和设置软件陷阱等处理程序运行时出现的错误。