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方向盘助力的作用主要是协助驾驶员减轻打方向盘的用力强度。汽车转向时,转向控制单元根据传感器传送的转向盘力矩和拟转方向等信号向电动机控制器发出动作指令,电动机根据需要输出相应大小的转动力矩,从而产生了助力转向。使用电动助力转向,驾驶员开车时方向感会更好,高速时方向会更稳定。

1.故障症状

一辆2010 年产宝马 F02 型车—BMW740Li,行驶里程 2.5 万 km,发动机型号为N54,变速器型号为071486WOQ,排量 3.0L,带双涡轮增压。转向器为齿轮齿条式,带主动转向控制功能。故障车辆入厂时打方向完全没有助力,转动方向盘感到沉重费力。

2.故障检测

使用宝马故障诊断仪对转向系统进行检查。将检测仪插头和轿车检测插座连接,将点火开关接通,选择诊断转向系统,然后选择自诊断模式。检查电脑故障记忆,AL 记录显示主动转向控制发生故障,电脑检测计划提示检查 ECO 阀相关控制电脑和线路。

ECO 阀相关控制电脑和线路发生故障主要有几种情况:(1)转向泵损坏;(2)ECO 阀(电子流量控制阀)的线路或者控制有故障;(3)AL(主动转向控制)或者 ICM(底盘控制单元)电脑损坏;(4)转向器有故障。

3. 液压助力转向机构

伺服转向助力系统根据车速调节液压助力转向机构的转向助力作用。液压助力转向机构由带 ECO阀门的转向辅助泵、液压油的储液罐、转向辅助冷却器、液压管路和液压软管、转向器几个部件组成,如图1所示。转向辅助泵是一只叶片泵,转向辅助泵上安装ECO阀。ECO阀根据需要调节液压油的体积流量,并降低液压系统内的背压。ECO阀门由AL控制单元直接控制。ECO阀开度大小可以改变转向辅助泵的输入功率,并且能够降低发动机的耗油量和二氧化碳的排放量。主动转向控制失灵时,对 ECO 阀门的控制保持不变。

首先检测线路。从电路图中可以知道 ECO 阀是 ICM通过两条线路控制的,检测线路就是检查从 ICM 至 ECO 阀的两条线路是否有短路或者断路的现象,通常用万用表的电阻档测量。检测电阻正常,线束良好,无松脱现象。

然后检查转向辅助泵,发现转向泵的泵轴漏油,马上考虑更换一个转向泵,去零件部查暂时无货。旁边刚好有 1 辆 BMW740 在更换转向泵,借来装上车后发现慢打方向时助力正常,但快打方向时转向会越来越重,最后完全没有助力。

接着检查 ICM 对 ECO 阀的控制波形。打方向时,ICM 的控制电压会发生变化,所以 ICM 对 ECO 阀的控制波形也会发生变化。根据方向机泵上装的是哪一种 ECO 阀可以分析ECO 阀的控制是否有故障,看 ECO 阀没有问题。

多次检查后发现当把 ECO 阀的线路断开后,打方向就不会变重,但会出现主动转向灯。把线路接到另一个ECO 阀上,打方向不变重也不会出灯。由于 ECO 是 ICM 控制的,怀疑是否 ICM 的控制出现故障。更换一个ICM 后,转向故障照样出现。再次检查故障记忆,发现没有了故障记忆,但ECO 阀的功能描述出现问题(如图 4所示)。

从 ECO 阀功能描述中可以看出转向辅助泵上有两种 ECO 阀。一种是失电打开的,当ECO 阀断电时,阀门就打开,转向辅助的液压油流量最大,辅助的转向力也最大;当控制ECO 阀的电流达到1A时,转向辅助的液压油流量最小,几乎不存在助力。另一种是失电关闭的,当ECO阀断电时,阀门就关闭,转向辅助的液压油流量最小,辅助的转向力最小;当控制ECO 阀的电流达到 1A 时,转向辅助的液压油流量达到最大,辅助转向力也最大。

因此怀疑是不是装错转向辅助泵。宝马 F02 型车有带主动转向的,有不带主动转向的,且两种转向辅助泵ECO阀的控制刚好相反。装带主动转向的方向泵时,方向打得越快,主动转向辅助泵液压油流量越大,助力也越大。错装不带主动转向的辅助泵,方向打得快时,液压油流量反而变小了,助力也变小,打方向就会变得沉重。更换一个新的转向辅助泵,故障排除。

5.维修启示

在车辆故障诊断中,汽车故障诊断仪能够快速找准故障,提供即时故障维修资料,制定故障检测计划,进行动态数据流测试,操作简便,功能强大。因此加强故障诊断仪的使用、研究和开发,将能大大提高维修工作效率。

维修人员熟练掌握车辆各部件的功能是非常必要的。本案例中由于维修人员没有意识到转向辅助泵有两种 ECO 阀门,导致维修工作陷入歧途,维修时间加长,无形中人为增加了维修的难度。因此维修人员在工作中必须加强学习,不断学习汽车新技术,这样维修起来才能游刃有余,事半功倍。

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