王世成，盛智权，王世兵

（1.湖北汽车工业学院汽车工程学院，湖北 十堰 442002；2.湖北汽车工业学院汽车工程学院，湖北 十堰 442002）

汽车电控液压多桥转向系统故障检测及分析

王世成1，盛智权1，王世兵2

（1.湖北汽车工业学院汽车工程学院，湖北 十堰 442002；2.湖北汽车工业学院汽车工程学院，湖北 十堰 442002）

随着液压技术的发展，工程机械采用液压传动系统已十分普遍[1]。从技术角度看，任何一种液压传动系统都应满足设计合理、结构简单、使用方便、效率高的要求。液压系统的好坏直接影响着汽车的操作性能[2]，文章详细介绍了汽车故障诊断的原理和各种诊断方法，主要对汽车电控液压多桥转向系统使用中常见故障检测诊断与排除以及故障原因进行分析，以便更好地提高安全行驶和工作效率。

电子控制；液压动力；多桥转向系统；故障诊断；故障分析

引言

随着新材料、新技术、新工艺在汽车生产、制造过程中的运用，现代汽车的技术性能己变得越来越好，结构也变得越来越复杂，同时，故障诊断的难度也有了相应的增加，人们迫切需要提高系统的可靠性、可维修性和安全性，因而有必要建立一个监控系统来监控整个系统的运行状态，不断检测系统的变化和故障信息，进而采取必要的措施，防止事故的发生。所以将先进的故障诊断技术用于汽车的故障维护，对于提高汽车的性能以及保持汽车架控安全性有着十分重要的意义[3]。

1 系统分析

动力转向系统主要运用于汽车领域，该系统在转向系统中增设了动力装置，主要由电磁阀、分流阀、转向控制阀等组成。动力转向系统是通过对电磁阀的控制使油压随着车速的变化而发生变化，可在低速时转向轻便，在高速时获得转向力，使开车变得更加轻松，得心应手[4]。

电子控制、液压缸作为执行机构是电控液压式多桥转向系统的典型特征。其主要由传感器、电磁控制阀、液压油缸、油泵及电控单元组成，工作稳定可靠，能够提供较大的转向驱动力，同时由于加入了电控单元，转向系统的控制更加精确，转向模式更加丰富。如图1.1所示，电控单元根据车辆状态信息，发布控制信号给电磁阀，电磁阀口动作从而控制油液的流量、压力及方向，油液通过电磁阀进入执行元件（转向油缸或失效保护装置），执行元件产生相应地动作来控制后桥车轮转角；同时，位置传感器将后桥车轮信息实时反馈给电控单元，对车轮转角进行补偿控制，从而形成闭环系统，大大提高了转向系统的控制精度。

图1.1 电控液压多桥转向系统

然而，在电控液压多桥转向系统中，取消了转向盘和后桥转向轮之间的机械连接装置，彻底摆脱了传统转向系统所固有的弊端，便于和其他系统集成、统一协调控制。但是电控液压控转向系统含有许多电子元件，其可靠性低于传统的机械系统[5]。系统中任何一个部位出现故障，就会影响汽车的操纵性能与安全性，故障诊断技术是保证多桥转向汽车安全性和可靠性的基础[5]。因此，有必要对系统可能出现的故障进行分析，制定出完整的实时监测系统，确保车辆的行驶安全性和驾驶员的操纵稳定性。

2 系统故障检测诊断原理

汽车电子控制系统本身就是一个信息处理系统，大多数的故障信息包含于系统中的各种信号中，只要对系统各部件的工作信号进行采集、比较和一定的计算和处理，就可以判断是否发生了相应的故障[6]。故障诊断系统的作用是监测、诊断电子控制系统各传感器、执行器以及各电磁控制阀、电子控制器（ECU）的工作是否正常。当ECU的输入、输出信号电压都在规定范围内变化时，故障诊断系统就判断电子控制系统工作正常[6]。但是对于一些被控部件（如执行机构）的故障信息不能单从ECU输出的控制信号获得，因为那只是用于控制的目标信号，需要附加一些监测回路，以获取被控部件实际工作状态的反馈信息，将目标信号和反馈信息进行比较，才可以判定被控部件是否工作异常。

2.1 故障分类

按照发生部位[5]的不同可分为：

（1）元部件故障：指被控对象中的某些元部件、甚至是子系统发生异常，使得整个系统不能正常完成即定的功能。

（2）传感器故障：指控制回路中用于检测被测量的传感器发生卡死、恒增益变化或恒偏差而不能准确获取被测量信息，具体表现为对象变量的测量值与其实际值之间的差别。

（3）执行器故障：指控制回路中用于执行控制命令的执行器发生卡死、恒增益变化或恒偏差而不能正确执行控制命令，具体表现为执行器的输入命令和它的实际输出之间的差别。

（4）液压故障：指系统或者组成系统的工作元件出现了问题，不能保持液压系统的正常工作[7]。

按照时间特性[5]的不同可分为：

（1）突变故障：指参数值突然出现很大偏差，事先不可监测和预测的故障。

（2）缓变故障：又称为软故障，指参数随时间的推移和环境的变化而缓慢变化的故障。

（3）间隙故障：指由于老化、容差不足或接触不良引起的时隐时现的故障。

按照发生形式[5]的不同可分为：

（1）加性故障：指作用在系统上的未知输入，在系统正常运行时为零。它的出现会导致系统输出发生独立于已知输入的改变。

（2）乘性故障：指系统的某些参数的变化。它们能引起系统输出的变化，这些变化同时也受已知输入的影响。

2.2 故障检测诊断的方法

随着汽车电子技术的应用和发展，汽车转向系统日趋复杂。传统的诊断方法和诊断设备无论是精确度和使用方便性，还是对汽车技术发展的适应性，均不能满足用户的需要。为了提高故障诊断技术，不断完善诊断理论和方法，必须广泛应用其他学科的成果，并且借助于数学工具和计算机[3]。

近年来，由于计算机技术、检测技术、信息技术和智能技术的发展，大大地促进了汽车液压系统故障检测与诊断技术的发展，诊断检测方法也不断的改进[7]。目前诊断的主要方法有：

2.2.1 简易故障诊断法

简易故障诊断法是目前采用最普遍的方法，它是靠维修人员凭个人的经验，利用简单仪表根据液压系统出现的故障，客观的采用问、看、听、摸、闻等方法了解系统工作情况，进行分析、诊断、确定产生故障的原因和部位。简易诊断法只是一个简易的定性分析，对快速判断和排除故障，具有较广泛的实用性[7]。

2.2.2 基于数学模型方法

（1）参数估计诊断法

当故障由参数的显著变化来描述时，可利用己有的参数估计方法来检测故障，根据参数的估计值与正常值之间的偏差情况来判定系统的故障情况。

a.基于系统参数估计的故障诊断方法。

基本思想是许多被诊断对象的故障可以看作是其过程系数的变化，而这些过程系数的变化又往往导致系统参数的变化。因此，可以根据系统参数及响应的过程系数变化来检测和诊断故障。基于系统参数估计的故障诊断方法主要有滤波器方法和最小二乘方法[5]。

b.基于故障参数估计的故障诊断方法。

其基本思想是：对故障系统构造适当形式的包含有可调参数的状态观测器，可调参数的初始值应当使得系统在没有故障时的观测误差和输出误差为零，当系统发生故障时，状态观测误差和输出误差偏离零点，此时利用状态观测误差和输出误差适当设计可调参数的调节律，对可调参数进行在线调节，使得状态观测误差和输出误差重新回到零点，即用观测器中的可调部分来补偿故障对系统状态和输出的影响，使得状态观测误差和输出误差重新回到零点，即用观测器中的可调部分来补偿故障对系统状态和输出的影响，使得观测器在系统处于故障状态下仍然保持零状态观测误差，此时观测器中可调部分的输出即为故障参数的估计结果[5]。

（2）状态估计诊断法

基于状态估计的方法首先要构造状态观测器对系统的状态进行估计，用来得到系统输出的估计值。然后用输出的估计值和实际测量值之间的偏差信号作为残差信号来判断系统中是否发生了故障。被控过程的状态直接反映系统运行状态，通过估计出系统的状态，并结合适当模型则可进行故障诊断[3]。其中，对于多输出系统可使用Lnenberger观测器生成残差，实现故障的诊断；对于存在随机特性的系统，可使用Kalman滤波器对系统的状态进行估计；而自适应观测器常用于执行器的故障诊断。

基于状态估计的方法具有较好的实时性，因为不论是常规的观测器还是 Kalman滤波器都是呈指数型收敛的，这在实际应用中有很大的价值；而参数估计方法的收敛性要差一些，会导致比较大的故障诊断的延时。基于状态估计的方法对系统的输入信号的要求不是很严格，并不需要有连续不间断的激励信号存在。而基于参数估计的方法却总是需要有激励信号存在，这一点也限制了基于参数估计的方法在实际中的应用。基于状态估计的方法能够检测出来的故障是有限的，特别是被控对象的故障情况，即便是能检测出来，也很难准确定位出被控对象中受损元件的物理位置和受损程度。这是基于状态估计方法的缺陷，却恰恰是基于参数估计方法很容易解决的问题。这两种故障检测方法如能结合起来使用，将会产生更大的效用[5]。

基于模型的故障诊断的关键技术在于残差序列产生器、系统的集成设计技术和诊断的强跟踪滤波器技术。一个好的故障检测系统应包含：鲁棒残差序列产生器、残差序列的鲁棒分析和残差序列的鲁棒评价三部分。有学者已研究了这三部分的内在联系，提出了一种检测系统的集成设计方法，可以有效地提高检测系统的正确检测率[5]。

2.2.3 基于信号分析的故障诊断方法

（1）基于油样分析的方法

液压系统中的污染物带有大量反映系统内部状态的信息。因此，通过对油液中污染物成分鉴别和含量测定，可以了解液压系统油液的污染状况以及元件的工作状况，为液压系统的故障诊断和维护提供依据。目前常用的油样分析技术和方法有基于油液颗粒污染度的检测技术和基于油液性能参数的检测技术。

（2）基于振动、噪声分析的方法

振动和噪声是液压系统在运行过程中伴随的必然现象，特别对液压泵来说，其壳体振动十分明显。设备的振动和噪声信号中包含有大量丰富的故障信息，通过对信号的分析可以获得许多有关元件的状态信息，有助于确定设备的工作状态，从而有效地进行故障诊断。目前对于利用振动和噪声分析进行设备故障诊断的研究较多，其理论和方法比较完善[7]。

2.2.4 基于人工智能的故障诊断方法

（1）基于专家系统的智能诊断方法

专家系统是诊断领域引人注目的发展方向之一，也是目前研究最多、应用最广的一类智能诊断技术，它运用专家知识和推理方法求解复杂的实际问题。实质上专家系统是一种人工智能计算机程序，具有大量的权威性知识，具备较强的学习功能，并能够采取一定的策略，运用专家知识推理，解决人们在通常条件下难以解决的问题[7]。专家系统（EP）是依据具备某一专业领域特长的人类专家的知识与经验，在计算机内建立的基于这些知识的信息系统，它能以人类专家的知识水平完成专门领域的任务。汽车故障可建立三个数据库：a发动机故障诊断数据库；b底盘机械传动故障诊断数据库；c电路电气故障三种类型故障诊断数据库，而每个数据库中又包括若干个相互关联的数据表，在数据表中存储每种汽车故障表现症状、故障发生原因、故障发生的部位等字段，在数据表与数据表之间建立一对一或一对多的层次树结构，使整个维修知识库成为有机整体[3]。

专家系统主要缺点是知识获取的“瓶颈”问题。由于专家知识的局限性和知识表示规则化难度大，知识库不完备。另外，它还缺乏自学习自完善能力，不能在实例中自我完善，而且系统的求解能力限于知识库中仅有的规则，对系统的新故障和系统设计边缘问题的求解具有脆弱性[5]。

（2）基于模糊理论的智能诊断方法

在液压系统的故障诊断领域，存在着大量模糊现象。故障症状的描述：例如，系统油温过高、压力波动严重、液压泵温升过高等都是模糊概念。液压系统中大量的渐变性故障其边界也是不清晰的，而故障的发展通常要经过一个漫长且具有模糊性的中间过渡过程[7]。

一是采用模糊聚类分析，将模糊集划分为不同的子集，借此判断故障可能属于的子集；二是建立故障集的模糊向量S和当前故障的模糊向量D，这两个向量通过模糊关系矩阵R，由模糊方程S=R×D联系起来，已知S和R，可通过此模糊方程的反解得到故障原因D。

模糊诊断方法的不足之处在于，对复杂的诊断系统，要建立正确的模糊规则和隶属函数是非常困难的，而且需要花费很长的时间。对于更大的模糊规则和隶属函数集合而言，难以找出规则与规则间的关系，即规则“组合爆炸”。另外由于系统的复杂性、耦合性，由时域、频域特征空间到故障空间的映射关系往往存在较强的非线性，此时隶属函数不规则，只能利用规范的隶属函数加以处理，导致非线性系统故障诊断结果不理想。模糊诊断方法在实际中也有应用，但更多的情况是和其它方法组合起来应用[5]。

（3）基于故障树的诊断方法

故障树分析法是把系统故障与导致该故障的各种因素形象地绘成故障图表，直观地反映出故障、元部件、系统及原因之间的相互关系，是实际系统中常用的、比较有效的故障诊断方法。故障树分析所需要的前提是掌握有关故障与原因的先验知识和故障率的知识[7]。

（4）基于人工神经网络的故障诊断方法

由于神经元网络具有处理复杂多模式进行联想、推测和记忆功能，它非常适合应用于故障诊断系统。它具有自组织自学习能力，能克服传统专家系统当启发式规则未考虑到时就无法工作的缺陷，因此，将神经元网络应用于过程监测系统己成为一个非常活跃的研究领域，并有不少成功的应用实例。当控制系统出现故障时，把故障信息或现象输入神经元网络，神经元网络经过自组织、自学习，输出合理的解决办法，用于诊断控制系统。传统的故障诊断专家系统，因为是以启发式规则为基础的，所以当遇到未见过的新故障信息或现象时，就不能正确处理，而神经元网络是利用它的相似性、联想能力进行诊断的，给神经元网络存入大样本，神经元网络即对这些样本进行学习，当n个类似的样本被学习后，根据样本的相似性，把它们归类为按相似的权值分布。当 n+l个相似的样本输入时，神经元网络的归类标准表现在权值的分布上。这样，当部分信息丢失时，如n个样本中丢失了nl个(nl

（5）基于灰色理论的智能诊断方法

灰色理论的诊断方法利用灰色系统的建模(灰色模型)、预测和灰色关联分析等进行故障诊断。主要方法有灰色预测、灰色统计、灰色聚类、灰色关联度分析和灰色决策。灰色系统理论在使用中不追求大的样本量，不要求数据有特殊的分布规律，计算量相对小且不会出现与定性分析不一致的结论，其方法简单实用且获得的信息量较丰富，结果较全面。但由于灰色系统理论本身还不完善，如何利用已知信息更有效地推断未知信息仍是一个难题[7]。

（6）混合智能诊断方法

为了克服现有智能诊断的局限性，采用混合智能诊断。如将神经网络与专家系统相结合，用神经网络解决专家系统的知识获取问题[5]。将模糊理论与神经网络相结合的故障诊断方法，即基于模糊理论的神经网络故障诊断方法，它是采用模糊的方法来处理神经网络的输出结果，并对推理过程进行解释。将模糊理论与专家系统相结合，利用模糊数学中模糊变换原理对控制系统进行评定，在此基础上建构专家系统。也有将模糊理论、专家系统和神经网络三者相结合的。

2.3 电控液压转向系统检测分析

电控液压转向系统检测主要涉及电控液压系统油压检测和电控部件检测两大部分。分述如下[4]：

2.3.1 电控液压系统油压检测

首先检查系统管路和油面高度，确认管路无泄漏，油面高度正常。将压力表与动力转向泵与转向控制阀的压力管连接，将压力表的阀门完全开启，发动机启动并使其怠速运转，将转向盘在左、右极限位置之间连续转动3～4次后转向油液温度升高且系统内的空气被排除，当转向油液温度升至80℃以上，液面高度确保正常时，检测发动机怠速时转向泵输出油压应为3MPa以上。将转向盘转至极限位置，拔下电磁阀插接器，然后启动发动机，使其转速稳定在1000r/min，测量动力转向泵的输出油压，其最低压力应为7MPa以上。如若不然，分析转向器内部是否存在泄漏或电磁阀有故障。

2.3.2 电控部件的检测

（1）电磁阀的检测

电磁阀是一个执行元件，随着电磁阀的针阀开启，油道中的电磁阀起旁路作用，进而转向助力发生变化。电磁阀线圈短路及其针阀的位置不当是电磁阀的常见故障。其诊断步骤有：a检测电磁阀电磁线圈的电阻：首先拆下线束插接器，然后使用欧姆表测量两端子之间的电阻，其阻值应为 6.0～11Ω，否则，应更换存在故障的电磁阀；b检测电磁阀的工作情况：先拆下电磁阀的转向器，然后将蓄电池的正极接电磁阀SOL+端子，负极接SOL-端子，此时缩回电磁阀的针阀至2mm，否则，应更换存在故障的电磁阀。

（2）电控单元（ECU）的检测

顶起汽车并稳固地支承，启动发动机；发动机怠速运转情况下，测量ECU的SOL-端子和GND端子之间的电压，然后，挂上档使车轮以60km/h的车速转动，测量ECU的SOL-端子和 GND端子之间的电压，电压应比原来增加 0.07～0.22V。当上述测量无电压时，应更换ECU重试，便于确诊。

2.3.3 传感器故障诊断策略

车辆模型与转向模型结合起来，形成一个联合状态空间模型。基于该联合模型，采用AKF方法构造前轮转角信号形成解析冗余，再结合前轮转角信号的硬件冗余，可以对前轮转角信传感器、车辆横摆角速度传感器、车辆侧向加速度传感器实现故障的检测和分离[8]。

如图 2.1转向模块传感器故障诊断策略[5]。该模块传感器的诊断是基于转角传感器的冗余技术，转角传感器有一个硬件冗余，两个由AKF滤波器估计得到的软件冗余，两个软件冗余的不同之处在于一个滤波器的测量反馈量是横摆角速度，另一个滤波器的测量反馈量是侧向加速度，它们之间两两做差构造出一个残差序列（向量），不同的传感器故障会在残差序列中有不同的体现，从而实现传感器故障的检测和分离。

图2.1 转向模块传感器故障诊断策略

3 转向系统故障分析与排除

随着经济的发展与技术水平的进步，虽然汽车电控液压转向系统得到了快速发展，并具有转向灵活轻便、性能稳定、故障率低、布置方便等优点。一旦出现故障或者故障不能及时排除，轻则影响汽车的正常工作和工作效率；重则可能出现重大安全事故，造成车毁人亡。针对于汽车在工作过程中发生的各类故障进行归纳分析如下：

3.1 转向沉重

（1）泵供油量不足，泵内漏或液压油滤清器滤网堵塞。导致油液循环不畅，这时应检查泵工作压力是否正常，清洗滤网或更换滤清器滤芯[9]。

（2）转向系统内有空气，转动方向盘，而油缸时动时不动。应排除系统中的空气，并检查吸油管路是否进气，有空气也应及时排出[10]。

（3）泵过度磨损，内部泄露严重，泵的驱动连接轴损坏磨损，检查泵工作情况，修理或更换油泵。泵联接部分螺栓松动或缺失，检查泵联接部分，确保油泵连接牢固可靠[11]。

（4）安全阀故障。转向器安全阀调定压力太低;转向器安全阀弹簧损坏；转向器安全阀阀座密封不严；转向器安全阀阀体损坏。以上原因都可导致转向器安全阀失灵，提前开启。检查安全阀调定压力，阀座密封情况，弹簧是否变形或失效，若弹簧弹力不足，可在弹簧与弹簧座之间增加垫片[12]。

（5）转向控制器内有脏物、马达转子和定子磨损严重，这时及时清洗或予以更换。

（6）阀体内钢球单向阀失效，快转与慢转方向盘均沉重，并且转向无力。应清洗、保养或更换零件，排除故障。

（7）流量调节阀的阀芯发卡、阀芯与阀套变形，导致两者卡死。安装前往进油口加注少量液压油，转动阀芯应灵活，若有卡滞现象应进行研磨。溢流压力调整过低。应将流量调节阀解体，进行检修排除发卡这一故障，然后调整溢流阀压力到标准值。

（8）行车怠速或低速时转向沉重；行驶高速时转向太灵敏。动力撞向系统机械及油路故障；动力转向的ECU-IG熔丝被烧断；动力转向的ECU插接器接触不良；车速传感器线束存在短路；动力转向电磁阀线圈存在断路或短路；动力转向ECU有故障[4]。

（9）转向机构。应确保轮胎气压正常；转向节与主销配合松紧合适且润滑良好；转向节止推轴承完好不缺油；前梁、车架无变形；前轮定位良好[9]。

3.2 转向失灵或不能自动回中

（1）转向油缸活塞杆弯曲断裂油缸内泄，应检修更换[12]。

（2）转动方向盘时若它不能自动回中和定位，中间位置压力降增加，这可能是转向器定位弹簧片弹力不足或折断。此时，可将转向器分解查看定位弹簧片，如弹簧片完好则为弹性不足所致，应更换；如弹簧片折断则应更换新弹簧片，严禁用其它零件替代[13]。

（3）流量调节阀内的方向控制阀磨损内泄或有赃物发卡，应清洗或更换。

（4）转动方向盘时若压力振摆明显增加甚至不能转动，可能是转向器传动销折断或变形、传动杆开口折断或变形。此时可分解转向器查看传动销及传动杆，如传动销无折断看其是否变形，如变形应更换或校正，传动杆开口如有折断应换新[1]。

（5）方向盘自转。起动发动机后，驾驶人员无转向动作而方向盘自转，导致转向失灵。此故障发生在修理或拆开保养转向器后重新组装时，阀芯与阀套的相对位置装错，造成转向器配油关系错乱。重新装配联动器，使联动器花键上的记号对准转子花键上的记号[9]。

3.3 左右转向轻重不同

（1）流量调节阀内的方向控制阀阀芯偏离中间位置，或虽在中间位置但与阀套台肩的缝隙大小不一致。检查并确保台肩密封良好，阀芯居于中间位置，否则予以更换[9]。

（2）方向控制阀阀芯与阀套间有脏污阻滞，使左右移动时阻力不一样。拆解并清洗方向控制阀，确保液压油清洁[12]。

（3）可调式分配阀的调整螺母调整不当。检查并重新调整。

（4）方向控制阀两边的反作用弹簧弹力不一致或有一边变形、折断，这时应予以更换。

3.4 转向时有噪音

（1）油箱缺油或油箱油液不足，油泵在工作时容易吸进空气。排除措施：检查油箱液面高度，添加足够的液压油[1]。

（2）油泵轴头油封损坏，油泵在工作时容易吸进空气。更换轴头油封。

（3）油泵驱动装置有时失效。驱动齿轮（键）磨损。检查油泵部分，修理或更换驱动齿轮（键）[13]。

（4）滤清器堵塞。排除措施；检查、清洗或更换滤芯。油管堵塞、油管细长、弯头太多及吸油管道密封不严，都能造成噪音过大的现象，需清洗或更换油管，加粗、缩短吸油管，减小弯头，紧固接头处，保证吸油管密封通畅[14]。

（5）进、出油管内孔堵塞。导致油泵吸油困难或吸不上油。清理进、出油管线[12]。

（6）油泵过度磨损，内部泄漏严重。检查油泵工作情况，修理或更换油泵。

（7）低压管线损坏或管接头松动，油泵在工作时，系统中会进入空气。检查低压管线，确保低压管线和管接头不漏气[1]。

3.5 转向系统漏油

（1）转向器漏油。察看漏油痕迹可发现漏油部位。如漏油部位是阀体、配油盘、定子及后盖结合面处可用手检查结合螺栓的松紧度，若螺栓太松且拧紧后不再漏油，则故障在此。若螺栓不松可将后盖上的所有螺栓拧松，然后按交叉顺序分别拧紧，如再不漏油说明结合螺栓没有按规定顺序拧紧[1]。若螺栓按规定顺序拧紧后仍漏油，说明结合面有脏物或接合面不平或密封圈硬化、老化、损坏，此时应分解转向器。如结合面间有脏物应清洗，检查限位螺栓处的垫圈，如不平应磨平或更换[12]。

（2）管接头密封圈损坏、老化或连接松动导致漏油，需要更换密封圈或拧紧管接头。若管路老化或磨破，则需要更换管路。若检查发现液压元件密封圈损坏或老化，需相应的更换液压元件的密封圈[14]。

3.6 转向轮晃动严重

（1）连接销与连接销座之间磨损使间隙增大，检查间隙，必要时更换连接销和连接销座[1]。

（2）转向轮轴承损坏。更换轴承。

（3）转向油缸内有空气。把油缸一边油口接头拧松，转动方向盘，使转向器向转向油缸未拧松接头的一腔充油，直到松开的接头不冒气泡只流油液时，再拧紧接头[9]。

3.7 转向盘旋转无死点

（1）转向器内的双向缓冲阀失灵。检查双向缓冲阀，使阀芯与阀座结合紧密[9]。

（2）油缸活塞密封圈损坏，转向缸内漏严重。及时更换转向缸油封。

（3）转向系统中有空气。先打开油箱盖查看油箱中是否有泡沫，如有泡沫应对液压泵进油软管进行紧固或更换。

（4）转向器弹簧片折断或拨销折断。更换转向器簧片或转向器拨销。如果没有此项配件，不可用其他配件代替，需直接更换转向器[15]。

3.8 转向发飘或跑偏

（1）转向器内阀芯与阀套间定位弹簧片损坏或太软，阀套不能自动回中立位置。更换弹簧[15]。

（2）油液脏污使阀套运动受到阻滞。清洗阀套，使阀套运动灵活[11]。

（3）阀套与阀芯台阶位置偏移，阀套不在中间位置。拆解并检修阀套与阀芯，必要时更换[13]。

（4）流量控制阀卡住，使油泵油压过大，转向缸左右腔压力差过大。拆解并检修控制阀。

（5）单侧转向油缸密封件损坏。拆解并检修转向油缸密封件。

（6）两前轮轮胎气压不等或直径不一。检查并调整轮胎气压，换用直径一致的轮胎。

（7）前后桥或车架发生水平平面内的弯曲。检查并校正变形。车架两边轴距不等。调整并确保轴距。或左右两架前钢板弹簧挠度不等。检查并调整钢板弹簧挠度，必要时更换钢板。

（8）两前轮轮毂轴承或轮毂油封的松紧度不一。检查轴承或油封。

（9）前、后桥两端的车轮有单边制动或单边拖滞现象。检查并调整车轮的制动情况。

（10）两前轮外倾角、主销后倾角或主销内倾角不等。前束太大或负前束。检查并调整前束[9]。

3.9 油液高温

（1）油温过高，会使油液粘度大幅度降低，使泄漏增加，油压降低；泄漏时的节流作用又使油温再升高，造成恶性循环；过高油温加速液压油的氧化及密封件的损坏；泄漏损失及热量的散失，使能量损失增加，系统的效率降低。

（2）油温升高的主要原因可以根据下式分析：

式3.1中：T为油液温度；T0为环境温度；H为系统单位时间的发热量；K为油箱的散热系数；A为油箱的散热面积；c为油液的比热；m为油箱中油液的质量；t为运转时间。

从上式可见，由于非自然条件所造成的油箱油温过高的原因如下：①系统单位时间的发热量H偏大，造成原因有：油泵及各种阀的内部泄露，局部节流损失；②油箱散热条件差，散热系数K小；③油箱内油液质量m偏小，使油液循环加快，油温升高[10]。

出现油液高温的几个部位：

（1）转向助力泵：若检查发现泵零件磨损严重、运动副间油膜破坏、内泄露过大等现象，造成容积损坏而发热，需要更换磨损件或泵；转向助力泵上的溢流阀调压过高，则需调整溢流阀压力到所需值。

（2）转向油缸：故障产生原因可能是活塞杆与油封配合过紧，使相对运动零件间的机械摩檫生热，需要修复时注意提高各相对运动零件的加工精度和装配精度。

（3）转向油罐：转向油罐的容积过小、储量不足、散热差可导致油液高温，需加大油罐容量、改善散热条件。

（4）油管：检查油管，看看是否存在油管过细、油道太长及弯曲太多等情况。将总回油管适当加粗，保证回油通畅，尽量减少管道弯曲。

（5）操作不当：操作时尽量减少原地转弯的时间，避免频繁将方向打到极限位置[14]。

4 总结与展望

4.1 全文总结

本文详细介绍了汽车故障诊断的原理和各种诊断方法，以及对故障诊断方法的分类和优缺点进行比较分析，特别主要对汽车电控液压多桥转向系统中常见故障检测诊断与排除进行分析，首先分析其产生故障的原因，然后针对每个故障提出解决与排除的方法。掌握了故障发生的原因和关键的环节，有利于我们及时的处理故障，减少液压转向系统故障的产生，延长其使用寿命，以便更好地提高安全行驶和工作效率。为进一步研究汽车电控液压系统故障诊断方法打下坚实的基础。

4.2 展望

但是，文章中仍然存在很多的不足点。本文出于简化需要没有论述ECU的故障诊断。但是ECU出现故障时，后果十分严重，因为系统将失去控制。今后对电控液压多桥转向系统故障诊断的研究可以增加对ECU模块的诊断部分，使诊断系统更加完善。本文仅仅只是理论上对诊断的方法以及故障原因进行分析，没有进行仿真验证，下一步可基于Matlab/simulink，对故障诊断逻辑进行了仿真验证，进一步将以上故障诊断的方法应用于试验台实验和实车实验，进一步对诊断方法进行验证和改进。

[1] 刘英群. 全液压转向系统故障的诊断分析[J]. 今日科苑,2007,(20):48.

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Fault Detection and Analysis of Multi - Bridge Steering System for Electronically Controlled Hydraulic

Wang Shicheng1, Sheng Zhiquan1, Wang Shibing2
（1.School of Automotive Engineering, Hubei University of Automotive Technology, Hubei Shiyan 442002;2.School of Economic and Management, Hubei Shiyan 442002）

With the development of hydraulic technology, the hydraulic transmission system of engineering machinery has been very common. From a technical point of view, any kind of hydraulic drive system should meet the design is reasonable,simple structure, easy to use, high efficiency requirements. Hydraulic system has a direct impact on the performance of the car. This paper describes in detail the principles of vehicle fault diagnosis and a variety of diagnostic methods, mainly on the use of automotive electronic control multi-bridge steering system common fault detection and troubleshooting, and the cause of the failure to analyze, in order to better improve the safe driving and work efficiency.

Electronic control; Hydraulic power; Multi-bridge steering system; Fault diagnosis; Fault analysis

CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-202-07

U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)12-202-07

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.067

王世成，就职于湖北汽车工业学院汽车工程学院。项目与名称：商用车多桥转向系统匹配技术研究，项目类别：基础研究项目，项目负责人：王世成，项目编号：Y2016306。“湖北汽车工业学院硕士研究生创新基金资助项目”。