一輛故障里程超20.3萬km的奧迪A6(C6)轎車。該車檢查方向轉(zhuǎn)動過程有時個別位置重的故障。當(dāng)時檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動方向盤向左或右打方向2圈后回位的過程中有方向發(fā)沉現(xiàn)象。當(dāng)時助力油壓在關(guān)閉油壓表10s內(nèi)只有5000kPa,離標(biāo)準(zhǔn)油壓11000~12000kPa差7000kPa,轉(zhuǎn)向助力泵壓力明顯不夠,進(jìn)行更換轉(zhuǎn)向助力泵測量油壓為12000kPa。在排除轉(zhuǎn)向柱及兩側(cè)車輪懸掛后,判斷為轉(zhuǎn)向機(jī)內(nèi)部故障。進(jìn)行更換后發(fā)卡現(xiàn)象是沒了,但方向盤較以前更重,好像沒助力一樣。向左/右打方向時助力油壺中的助力油油位上下變動。打死轉(zhuǎn)向時高壓也能達(dá)到12000kPa,但是方向非常沉,并且還有個非常特別的感覺,就是發(fā)動機(jī)不啟動時方向盤感覺還輕些,啟動了反而有些沉,來回快速打方向盤時還能明顯感覺到方向機(jī)內(nèi)部扭力桿工作到極限。
根據(jù)以上檢查診斷初步分析為:
(1)高壓油管擠壓/堵塞;
(2)回油管回油不暢;
(3)助力油壺過濾網(wǎng)堵塞;
(4)系統(tǒng)管道有空氣未排干凈。
根據(jù)以上分析后進(jìn)行替換高/低壓管、助力油壺,排空氣后故障依舊。此時啟動發(fā)動機(jī)讀取助力管高壓端的高壓表數(shù)值,在關(guān)閉開關(guān)后1-2s壓力為12000kPa。切斷從方向機(jī)到助力油壺的回油時油壓表不變化,但能感覺到回油管內(nèi)有壓力存在。此時維修陷人僵局(在更換助力油儲液罐、助力泵、高低壓油管、方向機(jī)后方向盤依舊很重)。懷疑是不是新?lián)Q的方向機(jī)內(nèi)部問題,導(dǎo)致方向盤比沒換時重呢?由于沒有相同的車型進(jìn)行檢測與替換,故將換下來的方向機(jī)重新裝人故障車后發(fā)現(xiàn)方向盤還是很重,比進(jìn)廠時重。此時感到奇怪,為什么車輛來我站時方向盤比現(xiàn)在輕,決定重新更換助力泵后測試發(fā)現(xiàn)方向盤變輕,但舊方向機(jī)發(fā)卡現(xiàn)象依舊存在。
難道新?lián)Q的轉(zhuǎn)向助力泵有問題嗎?按照維修手冊要求檢查轉(zhuǎn)向助力泵,輸出側(cè)關(guān)閉油壓必須達(dá)到11000-12000kPa,測試時間不能超過10s。此助力泵完全符合正常轉(zhuǎn)向助力泵的檢測要求。然而事實確實說明該泵有故障無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力功能。如此簡單古老的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)是什么問題導(dǎo)致此故障呢?
我們還是從原理分析該向題吧。系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

助力過程如下:轉(zhuǎn)向助力泵運(yùn)轉(zhuǎn)將儲液罐的液壓油經(jīng)過泵腔加壓→輸出至轉(zhuǎn)向機(jī)機(jī)械閥→機(jī)械閥通過駕駛員施加在扭力桿上的扭力來實現(xiàn)位移,扭力越大輸出至活塞腔的液壓油越多,助力扭矩越大→機(jī)械閥根據(jù)扭力桿旋轉(zhuǎn)方向來決定向活塞左腔還是右腔供油→活塞根據(jù)左右油壓壓力實現(xiàn)左右移動助力→相應(yīng)的低壓腔通過機(jī)械閥將油壓泄至儲液罐完成助力功能。
機(jī)械閥工作過程:在直線行駛時,方向盤處于中間位置,方向盤輻條處于水平位置,閥芯和閥套之間也處于中間位置,所有控制口接通,液壓油毫無阻礙地流經(jīng)轉(zhuǎn)向閥返回到儲油罐。方向盤轉(zhuǎn)動時,轉(zhuǎn)向軸帶動閥芯相對于閥套運(yùn)動,由于閥的控制邊口位置的變化,液壓油將進(jìn)人轉(zhuǎn)向器的油缸內(nèi),推動活塞運(yùn)動而產(chǎn)生推力。當(dāng)向右轉(zhuǎn)動方向盤時,轉(zhuǎn)向力矩使得彈性扭力桿扭轉(zhuǎn),并且轉(zhuǎn)向管柱的轉(zhuǎn)角要比方向機(jī)小齒輪轉(zhuǎn)得多一點,這就使得右邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥芯下移,使得進(jìn)油通道開大;左邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥芯上移,關(guān)閉進(jìn)油通道,此時左右旋轉(zhuǎn)柱塞閥芯分別打開和關(guān)閉各自的回油通道。根據(jù)右邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥芯進(jìn)油通道開度大小,來控制流人工作缸左邊的液壓油的流量和油壓。工作缸左邊的液壓油推動方向機(jī)活塞向右運(yùn)動,起到助力作用。方向機(jī)活塞移動距離的大小,則取決于施加在方向盤上轉(zhuǎn)向力矩的大小。方向機(jī)工作缸右邊的液壓油在方向機(jī)活塞的作用下,通過打開的回油環(huán)槽返回到儲油罐中。當(dāng)向左轉(zhuǎn)動方向盤時情況與向右轉(zhuǎn)動方向盤時相反,如圖2所示。

現(xiàn)在我們將該車故障總結(jié)一下,該轉(zhuǎn)向助力泵故障大體表現(xiàn)為:
(1)無轉(zhuǎn)向助力且啟動后比不啟動時略沉;
(2)方向快速來回打能感覺到扭力桿到達(dá)極限位置。
且有一個特別的感覺就是方向打死以后,一般車輛能迅速聽到轉(zhuǎn)向助力泵泄壓的聲音,此車需要延遲幾秒才能聽到泄壓聲。
我們現(xiàn)在再看一下轉(zhuǎn)向助力泵的工作原理。機(jī)構(gòu)圖如圖3所示。
