
汽車維修高級技師,堅持在維修一線工作20余年;
深圳市汽車維修行業特聘專家;
深圳市首屆優秀技師;
深圳市消費者委員會特聘汽車專家;
深圳市交通電臺“愛車有道”欄目嘉賓;
一汽豐田“愛車空中大講壇”節目嘉賓;
2000年獲得全國豐田技能大賽第三名。
Q 一輛比亞迪唐,轉向沉重,車主反映扳動方向盤時感覺逐慚轉重,開始還伴有“吱吱”的響聲,之后響聲變小,但卻感到方向盤越來越沉重。我們對此轉向裝置不熟悉,不明白此轉向系統的結構特點,查找轉向沉重的原因時感到一時難以下手。請老師講解這種轉向裝置的特點并幫忙分析該車轉向沉重的原因。
廣西讀者:葉孫疃
A 電動助力轉向裝置,按電機與轉向器耦合裝置的位置,一般分為轉向柱助力和轉向齒條軸助力的方式,還有適用于重型車輛如公交大客車的電動-液壓助力轉向方式等。
圖1所示為比亞迪“唐”車型電動轉向機構的結構圖,內部包括助力電機、電機控制器ECU及相關傳感器、齒輪齒條式轉向機構等三大部分,它們裝置為一體。
助力電機固裝的最大特點是采取“平行軸”式的結構,電機軸與轉向齒條軸是平行放置的。按比亞迪車型的說法,稱之為“REPS”電動助力轉向。該電動轉向電機和電機控制器集成在一起,與轉向機構三者構成整體。從圖1中可見,助力電機上方有電機控制ECU,下方是轉向器齒條軸絲杠。電機齒輪通過同步帶驅動齒條軸上的大帶輪,大帶輪內部還有循環鋼珠,變滑動摩擦為滾動摩擦,幫助驅動齒條軸的左右擺動,這可以極大地減小電機的輸出力矩、功率和體積。這種轉向裝置占用前艙空間小,易于布置,可承受較大的前軸負荷。
助力電機上方的電機控制ECU,有變頻器的功能,能將直流電轉換成三相交流電供電機的電源。電機ECU接受駕駛員左右扳動方向盤的方向、力矩、轉角大小的電信號,以及車速和電機電流等信號,經過分析計算,實施為對助力電機的轉矩及轉速控制,以減輕駕駛員操縱方向盤的力,達到控制轉向助力的目的。

圖1 “平行軸”式電動轉向內部結構

圖2 電動轉向助力控制系統示意圖
圖2是電動轉向助力控制系統示意圖,駕駛員扳動方向盤轉動,通過轉向小齒輪帶動齒條左右運動的同時,還經轉矩和轉角傳感器,將信號輸送給電機控制器ECU。從圖2可見,電機控制ECU同時還接收車速、點火、助力電機的工作電流等電信號,再經電機控制器ECU的分析計算,將直流電逆變為對應的三相交流電,供助力電機旋轉。
對于扳動方向盤出現轉向沉重的故障,應分析到轉向機構、助力電機和電機控制ECU三大塊。一般講,齒輪-齒條式轉向機構是十分成熟的裝置,內部發生故障的幾率較小。而助力電機和電機ECU密封裝置一體,本身的故障也較少。同時檢查直流供電及傳感器的電氣接插件,均沒有發現異常。
從維修多輛同類轉向沉重故障車輛的經驗得知,此類故障往往與上述轉向結構中的“同步帶”損壞有關。同步帶是一條較薄的內部帶齒的橡膠帶,負責助力電機向齒條軸間傳輸動力。檢修時常發現同步帶失去彈性,已產生較大的拉伸變形,造成同步帶的打滑,不能有效地傳輸電機的助力(圖3)。轉向機構得不到有效的助力,就會造成轉向沉重的故障。當然同步帶拉伸變形是逐步發生的,表現為轉向沉重也是逐慚變重的。同步帶開始輕微打滑時,還會伴有“吱吱”聲,后來彈性變形過大,甚至完全不傳輸電機的助力時,扳動方向盤就會變得十分沉重。

圖3 同步帶已磨損不能傳輸助力
更換同步帶比較麻煩,工作量較大,需要拆卸的部件較多,因此維修企業一般不修理,只采取更換總成的方法處理,但這會提高維修成本,加重車主的負擔。 這里建議車主,在駕駛中操作轉向盤時,盡少不采用極端轉向的方式,尤其是在停車入位時,車速極慢,這種操作方式會使同步帶承受過度的阻力,易使同步帶被拉伸產生變形。這里也呼吁廠家應提高同步帶的制造質量,特別是要加強同步帶的拉伸強度和耐磨性。同時還要強調一點,在更換或拆解維修電動轉向器后,還需注意,應對轉向角及轉向機構進行專門的設定。
Q 一輛2018年的威馬EX5純電動車,行駛里程20 000km。車主反映,約在三個多月前的一次行駛中,曾發生踩加速踏板車輛突然不加速的現象,并且儀表盤上出現“小烏龜”的跛行報警燈,但車輛可以勉強繼續低速行駛。后將車輛停在路邊重新啟動,此報警燈消失,車輛可正常行駛,當時沒引起特別的重視。
近20多天前的一次行駛中,再次出現跛行報警燈亮起的癥狀。與上次不同的是,在跛行報警燈亮起后,緊接著在儀表盤上還出現了黃色的電池斷開報警符號,當時車輛已經不能行駛,被迫停在路邊約10min。后重新啟動車輛時,儀表盤上的跛行報警燈再次出現,車輛又可勉強慢速行駛。對此跛行警告的故障,我們感到十分陌生,也是第一次遇到,不知如何檢修,特請老師指導!
廣東讀者:郴洋生
A 威馬EX5是民營廠家新推出的純電動車,是一款SUV車型,該車的綜合工況續航里程可達460km,驅動功率最大可達160kW、扭矩達315N·m,接近傳統汽車2.0T的水平,受到年青人的好評。
遠程指導該車維修過程如下。進廠檢修時跛行故障并不存在,在車主的陪同下試車,各種路況之下該車的故障現象始終沒有再現。后用專用的VCI檢測儀,讀取車輛故障碼,但只調出多個歷史故障碼(圖4)。

圖4 出現多個歷史故障碼
觀察該車出現的這些歷史故障碼,發現均涉及動力電池的管理和充電方面的內容。分析它們之間的邏輯關系,其中第一條U007300是“當前總線關閉”,第二條U029887是“與直流轉直流控制器失去通信”。分析這兩條故障涉及總線及通信的故障,會直接影響到對動力電池的管理,也會影響到對電池包的充電,才可能派生出涉及電池管理及電池充電方面的多個故障碼,看來該車的故障本質應是總線及通信方面的故障。
查找該車“維修手冊”相關內容,分析有關通信的和總線的內容,涉及到的總線是電池智能管理“EPT-CAN”網絡系統,具體包括有VCU整車控制、BMS動力電池管理、蓄電池管理與充電、動力電池智能溫度控制、空調控制等模塊。查找連接這些模塊的總線網絡電路及其接插件等,均沒有發現任何異常。EPT-CAN系統連接CGW網關,檢查網關的供電端、接地端,以及網絡連接端等,熔絲沒有熔斷,電壓正常,接地線對地電阻正常,各插接件針腳沒有退針情況,針腳接觸沒有異常。對EPT-CAN總線及CGW網關線路進行檢測,均沒有發現異常之處。
那是什么原因導致產生U029887和U007300通信類故障碼,以及出現跛行報警燈亮起的癥狀,還出現動力電池斷開的報警符號,車輛不能行駛的故障呢?
這時才想到應用示波儀來檢查EPTCAN總線網絡的波形,是最直觀有效的辦法。開始在車間靜態錄制波形,未發現異常波形存在。PICO示波儀是可使用電池進行動態檢測的,后將示波儀跟車檢測,一邊試車一邊查看波形。當車輛時速持續在中速約60km/h時,果然檢測到有一段異常的波形,隨即儀表盤上的跛”報警燈再次出現,車輛只可勉強慢速行駛(圖5)。
車輛是由電機驅動行駛的,分析跛行是由驅動系統故障造成的。電機當然不可能時停時轉,也不會自行變慢旋轉,顯然車輛慢速行駛或跛行,應與驅動變頻器有直接的關系。若驅動變頻器出現間斷性故障,才可能導致車輛的跛行。該威馬車型驅動系統的變頻器,與直流轉換直流的DC-DC控制器集成一體,被稱為“二合一DCC”。

圖5 EPT-CAN總線出現異常的波形
由于威馬4S店的條件許可,用同款的正常威馬EX5電動車,對比檢測EPT-CAN總線相應的波形,在行駛中沒有發現突變的異常波形。但對本車檢測波形時,時速約在50km/h左右時,EPT-CAN總線上確實出現異常波形。與之相伴的是,車輛會出現跛行故障,嚴重時還會有動力電池斷開的黃色報警燈亮起,車輛無法行駛。
由此可判斷為DCC偶然出現通信中斷故障,才導致車輛不能正常行駛,出現跛行故障的報警。由此分析該車的“二合一DCC”內部,可能有局部控制部件損壞,導致正常行駛的功能缺失,而造成該車的跛行故障。更換“二合一DCC”試車,車輛沒有再出現跛行故障和相關報警,再檢查EPT-CAN動態運行的波形,一直無異常。將車輛交付車主使用數月,沒有再出現過此故障。