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互聯(lián)網(wǎng) 俠名 汽車構(gòu)造維修 2016年11月22
車型:帕薩特領(lǐng)馭2.0L,發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為BNL,手動(dòng)變速器。 VIN:LSVD349F692××××××。 行駛里程:132560km。 故障現(xiàn)象:客戶反映車輛在行駛過(guò)程中,會(huì)突然失去助力。特別是在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中該故障更容易出現(xiàn)。且該故障出現(xiàn)之后,就會(huì)一直保持失去助力狀態(tài),但是當(dāng)熄火重新啟動(dòng)后,故障又自動(dòng)消失,直到下一次故障再次出現(xiàn)為止。經(jīng)試車確認(rèn)客戶反映情況屬實(shí)。但是當(dāng)維修技師相繼更換了轉(zhuǎn)向機(jī)、助力泵之后,故障仍然無(wú)法排除,為此求助于筆者,希望筆者給予支持。 故障診斷:排除故障之前,先大致了解一下該車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該車配備了機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),其基本結(jié)構(gòu)由油液管路、液壓助力泵、儲(chǔ)液罐、機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)(帶齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī),內(nèi)部包括安全閥、流量控制閥、單向閥、轉(zhuǎn)向控制閥和液壓缸)等組成,如圖1所示。
圖1 機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 由于廠家不允許拆開(kāi)轉(zhuǎn)向機(jī)對(duì)內(nèi)部來(lái)進(jìn)行維修,因此關(guān)于轉(zhuǎn)向機(jī)內(nèi)部的維修本文可以不去考慮。但根據(jù)故障現(xiàn)象來(lái)分析產(chǎn)生故障的大致范圍,有必要了解一下該液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理。該轉(zhuǎn)向機(jī)為齒輪齒條式結(jié)構(gòu)(如圖2 所示),這是目前應(yīng)用最廣泛的一種轉(zhuǎn)向機(jī)類型。通過(guò)圖2可以看到,轉(zhuǎn)向機(jī)內(nèi)部和轉(zhuǎn)向柱底部有花鍵式斜齒(即小齒輪),該小齒輪與轉(zhuǎn)向機(jī)齒條相嚙合,因此只要駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤,則轉(zhuǎn)向柱和小齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng),與小齒輪嚙合的齒條就會(huì)橫向移動(dòng),與齒條連接的橫拉桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角度,從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的目的。不過(guò)這種操作純粹是機(jī)械無(wú)助力的轉(zhuǎn)向;诂F(xiàn)在轎車舒適操作的需要,在機(jī)械轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上增加了液壓助力轉(zhuǎn)向(如圖1、圖2 所示)。助力轉(zhuǎn)向的高壓液壓油能讓駕駛員用更少的力完成轉(zhuǎn)向,降低了駕駛員轉(zhuǎn)向的工作強(qiáng)度,提高了駕駛操作的敏捷性和安全性。
圖2 轉(zhuǎn)向機(jī)結(jié)構(gòu) 接下來(lái)說(shuō)說(shuō)該液壓助力的工作過(guò)程:?jiǎn)?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后,轉(zhuǎn)向助力泵工作(該泵由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸皮帶輪驅(qū)動(dòng)),助力泵泵出的高壓液壓油,經(jīng)過(guò)油管進(jìn)入轉(zhuǎn)向機(jī)上部的機(jī)械旋轉(zhuǎn)閥。通過(guò)圖2 可以看到,該機(jī)械閥至轉(zhuǎn)向機(jī)上有兩條油管,分別接在活塞的兩端,機(jī)械旋轉(zhuǎn)閥在轉(zhuǎn)向柱處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),因此活塞兩端的油管都保持暢通,活塞兩端的壓力一致,此時(shí)轉(zhuǎn)向機(jī)處于平衡狀態(tài),助力泵的輸出功率也最小。而當(dāng)駕駛員操作轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向柱,則旋轉(zhuǎn)控制閥對(duì)應(yīng)的關(guān)閉一側(cè)的閥體,此時(shí)高壓助力油就只流入另一端的活塞,推動(dòng)活塞向沒(méi)有油壓的一端移動(dòng),此推動(dòng)力矩和駕駛員操控的力矩一致,從而減輕駕駛員的轉(zhuǎn)向力矩,而另一端由于旋轉(zhuǎn)閥的關(guān)閉,高壓助力油直接通過(guò)機(jī)械旋轉(zhuǎn)閥回流至回油管,如此就形成了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力過(guò)程。 經(jīng)過(guò)上述分析,影響液壓助力不正常的原因包括有:①助力泵磨損或本身故障,導(dǎo)致無(wú)法建立正常的高壓液壓油;②轉(zhuǎn)向機(jī)的本身故障,包括內(nèi)部單向閥或者安全閥發(fā)卡泄壓,或者機(jī)械旋轉(zhuǎn)閥無(wú)法正常開(kāi)啟或關(guān)閉;③轉(zhuǎn)向油管故障,比如堵塞導(dǎo)致不暢通或者泄漏等。 故障排除:綜合維修技師已經(jīng)更換了助力泵和轉(zhuǎn)向機(jī)總成,剩下的配件已經(jīng)寥寥無(wú)幾了。只有幾根油液管路,不過(guò)筆者一開(kāi)始已經(jīng)讓維修技師用高壓空氣吹通檢查是否堵塞,并沒(méi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,但現(xiàn)在綜合所有因素,應(yīng)該可以肯定故障的根源只能是在管路上面了。于是筆者讓維修人員嘗試著一條條更換著高壓管路(當(dāng)然不考慮回油管路),當(dāng)更換助力油泵至轉(zhuǎn)向機(jī)這條油管(如圖3所示)時(shí),故障消失,經(jīng)反復(fù)試車,故障不再出現(xiàn),客戶出廠后半個(gè)月反饋信息,故障已經(jīng)徹底排除。
圖3 故障部件 故障總結(jié):雖然該案例書寫起來(lái)非常簡(jiǎn)單,但在實(shí)際維修過(guò)程中維修技師卻費(fèi)了九牛二虎之力,首先該轉(zhuǎn)向機(jī)的拆裝就是一件非常麻煩的工作,一個(gè)熟練的技師至少也要兩個(gè)小時(shí)的時(shí)間才能竣工,還不包括4輪定位等后續(xù)工作。不過(guò)筆者個(gè)人的意見(jiàn)并不是說(shuō)可以省略維修技師更換方向機(jī)這個(gè)步驟,但是針對(duì)更換助力泵這一步,筆者認(rèn)為是可以把時(shí)間節(jié)省下來(lái)的。因?yàn)榻Y(jié)合該車的故障現(xiàn)象,當(dāng)該車原地啟動(dòng)沒(méi)有行駛的時(shí)候,故障不會(huì)出現(xiàn),助力也一直正常,只有當(dāng)車輛在行駛特別是轉(zhuǎn)向較大過(guò)程中,故障才會(huì)出現(xiàn)。而助力泵的結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單,也是葉片式結(jié)構(gòu),只要車輛啟動(dòng),曲軸皮帶輪就帶動(dòng)助力泵一直工作,助力的大小只和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān),和車輛是否行駛不存在任何的關(guān)系,因此更換助力泵在筆者看來(lái)其實(shí)是在做一個(gè)無(wú)用功。 而該故障是否和轉(zhuǎn)向機(jī)存在著關(guān)系呢?本文開(kāi)始在轉(zhuǎn)向機(jī)結(jié)構(gòu)這里就提到了,轉(zhuǎn)向機(jī)內(nèi)部包括有單向閥、安全閥等閥門,這些閥的主要目的是確保高壓助力油有正確的流向和合理的壓力,能根據(jù)實(shí)際情況保持打開(kāi)或關(guān)閉,起到保護(hù)系統(tǒng)安全的作用,但是若出現(xiàn)某些閥發(fā)卡不能打開(kāi)或無(wú)法關(guān)閉,則都會(huì)引起高壓的液壓油無(wú)法正常輸入或輸出,轉(zhuǎn)向機(jī)內(nèi)部的活塞自然就無(wú)法被推動(dòng)而引起助力失效。那為什么懷疑這些閥和行駛有關(guān)系呢?因?yàn)閱蜗蜷y也好,安全閥也罷,它們?cè)谵D(zhuǎn)向機(jī)里面都是相對(duì)的靈活,位置狀態(tài)容易發(fā)生改變,因此它們可能受車輛行駛中震動(dòng)影響的概率較大,而轉(zhuǎn)向機(jī)本身由于無(wú)法拆開(kāi)檢修,因此更換轉(zhuǎn)向機(jī)這個(gè)思路在實(shí)際維修工作中確實(shí)是無(wú)法避免的了。更換轉(zhuǎn)向機(jī)之后問(wèn)題沒(méi)有排除,更換了高壓油管后故障排除,連維修技師都在懷疑,明明用高壓空氣吹過(guò)管路,明明也正常暢通,為什么換了一條故障就排除了呢?為了驗(yàn)證筆者的想法,特地讓維修技師用刀片剝開(kāi)該管路,可以看到該管路中間還有一條直徑極細(xì)的類似于彈簧的鋼絲管子(如圖3 所示中黃色方框部分),而高壓液壓油在循環(huán)流通過(guò)程中必須流過(guò)這條鋼絲管路,因?yàn)樵诟邏河凸苤杏幸粋(gè)管路節(jié)點(diǎn)(圖3 中已經(jīng)注明),該節(jié)點(diǎn)將小管子卡死在節(jié)點(diǎn)部位,因此在高壓油管這個(gè)節(jié)點(diǎn)位置中,鋼絲管路是高壓油的唯一通道。由于該鋼絲管是鋼絲結(jié)構(gòu),筆者無(wú)法再進(jìn)一步解剖研究,但是單就這條高壓油管來(lái)說(shuō),由于該鋼絲管直徑非常小,加上長(zhǎng)時(shí)間使用自然老化和惡劣的工作條件(長(zhǎng)期處于高溫高壓環(huán)境中),有可能引起其內(nèi)部鋼絲松落起層,這種情況就可能引起管路中間形成堵塞。當(dāng)高壓油壓力和流量不大(怠速的流量),油壓無(wú)法將起層的鋼絲聚成一起,鋼絲管路內(nèi)部還能保持暢通,助力油能正常循環(huán),因而助力轉(zhuǎn)向保持正常,而當(dāng)助力油壓力升高流量較急時(shí)(特別是轉(zhuǎn)彎時(shí)),則脫層的鋼絲被流速較大高壓油沖聚在一起,形成堵塞,一旦堵塞之后,只需要很低的油壓,就能讓鋼絲保持在堵塞的位置。只有當(dāng)車輛完全熄火之后,沒(méi)有油壓作用在起層的鋼絲上,管路才得以暢通,這個(gè)也是該車出現(xiàn)目前這種故障的根本原因了。 高壓管路中這根細(xì)細(xì)的鋼絲管子,在高壓油管中起到什么作用呢?其實(shí)本案例中若高壓管里面沒(méi)有這根鋼絲管,可能該故障根本就不可能出現(xiàn),那么為什么生產(chǎn)商還會(huì)這樣設(shè)計(jì)呢?筆者個(gè)人認(rèn)為,該鋼絲管的一個(gè)主要作用是減少震動(dòng)降低噪聲,由于助力油泵工作過(guò)程中,高壓油的流量和大小隨著轉(zhuǎn)速的變化而改變,頻繁的油壓改變自然會(huì)導(dǎo)致高壓管路產(chǎn)生震動(dòng)和噪聲,而該鋼絲管子外表類似于彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),既吸收了高壓油對(duì)管路的震動(dòng),又減輕了由此產(chǎn)生的噪聲。 |
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