大型電動輪汽車轉向系統常見故障分析與處理

呂菊花 周玉華

（江西銅業股份有限公司城門山銅礦）

HT3110大型電動輪汽車是城門山銅礦首次引進百噸位以上的實驗車型，主要承擔礦山的礦巖運輸任務。由于長周期高負荷、高強度運載，轉向系統時常會出現突發性故障，影響設備正常運行，甚至引發安全事故。轉向系統的安全操作，主要依靠全時動力液壓系統來改變或保持車輛行駛方向。因系統持續高強度運行，抗疲勞能力有所下降，時常會出現系統壓力失常、轉向沉重、轉向不穩定、轉向發卡或轉向跑偏等危險現象，造成行駛過程中的安全隱患，影響車輛正常運行，同時，增加了停機維修次數和生產成本。因此，診斷與分析系統常見故障，是掌握轉向系統維修技術的關鍵［1］。

1 轉向系統設計與工作原理

電動輪汽車轉向系統是針對大型自卸卡車而設計，露天礦山道路復雜多變、彎道崎嶇、路面凹凸不平，轉向系統長時間處于反復向左或向右轉動的工作狀態。轉向系統必須具備良好的安全操作性能，才能適應礦山復雜道路的需要。轉向系統為常閉式全時動力轉向［2］，靠發動機將動力輸送到轉向泵，轉向泵根據所需的液壓油提供給制動閥組，通過轉向蓄能器，轉向器和轉向油缸進行轉向。因操作舒適輕便，且在發動機熄火后依然可以實現轉向，被廣泛應用到各大型工程機械上［3］。

轉向系統裝置分布在發動機尾部、前橋兩側、大梁左側附近以及駕駛室底部［4］。方向盤通過萬向節與轉向器相聯，轉動方向盤操縱車輛轉向，方向盤只是起開啟轉向器閥口的作用，利用液壓油作為轉向動力。轉向器是一種轉閥式全液壓轉向，它主要是由隨動轉閥和一對輪嚙合副組成，閥芯、閥套和閥體構成隨動轉閥，起控制油流方向的作用，轉子和定子構成輪嚙合副，起計量泵作用，以保證流進油缸的油量與方向盤的轉角成正比。操縱方向盤使油經過雙向緩沖閥進入2個轉向動力缸，使左右車輪轉向［5］。

2 轉向系統故障現狀調查分析

通過故障調查統計，系統問題主要表現：

（1）轉向慢、沉重或轉向失效。車輛在行駛過程中操縱方向盤感覺沉重費力，方向無法回正；低速轉彎行駛和調頭時方向盤沉重，甚至打不動，轉向無效。分析故障發生的原因：①前橋載重負荷過大；②轉向系統壓力低于規定值；③轉向泵自身發生故障；④濾芯堵塞使液壓油無法流通；⑤轉向系統進入空氣；⑥轉向泵控制閥被異物堵塞。

（2）轉向跑偏。車輛直線行駛時，轉向機帶動轉向橫拉桿，轉向動力缸使方向主動向一側跑偏，方向盤主動修正無效。分析故障發生的原因：①在未操作方向盤時，轉向動力缸活塞會緩慢的向外伸出；②轉向器存在液壓油泄漏；③轉向器控制閥被堵塞或損壞；④轉向泵控制閥內有異物堵塞；⑤輪胎氣壓偏低，不符合正常行駛的輪胎壓力。

（3）轉向不穩定。車輛直線運動時，前輪左右擺動，不能正常行駛。分析故障發生的原因：①轉向系統進入空氣，接頭有泄漏，軟管有收縮；②轉向系統中雙向緩沖閥有泄漏；③轉向動力缸活塞松動；④連桿受到機械磨損；⑤連桿或活塞桿彎曲；⑥轉向器嚴重磨損。

（4）方向盤卡阻或不居中。操作方向盤有頓挫感，不能正常轉動，方向盤很難控制到居中位置。分析故障原因：①轉向連桿花鍵傳動軸或花鍵輸入端聯接不同心或有卡阻；②較高的油箱背壓引起回油緩慢，有大顆粒的污物卡住閥芯與閥套；③轉向柱接合子有碎裂現象；④轉向泵部件有顆粒污物；⑤銷子嚴重磨損或破裂。

（5）轉向系統異常響聲。分析故障發生的原因：①轉向系統有泄漏現象或進入空氣；②轉向濾芯過臟，泵吸油量不足；③油管中有堵塞物；④系統過度負荷運轉，轉向泵提前磨損，形成不規則運動從而產生異響聲現象；⑤轉向器和轉向泵出現松動，內部磨損及調整不當。

（6）方向盤空轉。轉動方向盤超過正常角度，發生空轉，轉向反應遲鈍。分析故障發生的原因：①動力轉向缸存在內部壓力泄壓嚴重，壓力失常等現象；②方向盤固定螺絲松動，轉向器不能工作；③轉向器計量泵內部有磨損，不能建立有效壓力；④轉向系統油路受堵。

3 轉向系統常見故障處理

3.1 轉向慢、沉重或轉向失效

故障排除方法：①聯系裝車師傅不要過多裝載車頭，按照標準進行裝載，減少前橋承載負荷；②測量轉向系統壓力，調整正常系統壓力值；③拆卸轉向泵，發現有開裂、變形，更換總成件；④清洗轉向濾芯，濾芯部位有破損或被堵塞物包裹很嚴實，可以更換濾芯；⑤對轉向系統進行多次排放空氣，將空氣排放干凈；⑥分解轉向泵，清除轉向泵控制閥異物，安裝時將進出口封閉好，避免異物再次進入。

3.2 轉向跑偏

故障排除方法：①拆下磨損老化活塞的密封圈進行更換；②清理或更換泄漏破損的管路；③清除轉向器和轉向泵控制閥內的堵塞物；④測量輪胎氣壓，將輪胎壓力調整到規定值。

3.3 轉向不穩定

故障排除方法：①對轉向系統進行多次排放空氣，將空氣排放干凈，更換管路接頭破損的密封圈，對發生異常的收縮軟管全部更換；②更換破損泄漏的雙向緩沖閥密封圈；③緊固松動的轉向動力缸活塞螺絲；④校正變形、機械磨損的連桿和活塞桿，如無法校正時，更換整根連桿和活塞桿，同時更換密封圈；⑤拆除轉向器內部嚴重磨損元件，并進行檢查，損壞較嚴重不能修復，可進行更換。

3.4 方向盤卡阻或不居中

故障排除方法：①檢查連桿花鍵輸入端聯接處是否對正同心；②清洗整個油箱，清除油箱內的大顆粒污物，避免卡住閥芯或閥套，并保持油箱背壓值不超過2 068 kPa；③清除轉向柱接合子碎裂元件，并進行更換；④清除轉向泵部件內堵塞的顆粒污物；⑤清除銷子磨損或破裂器件，并進行更換。

3.5 轉向系統異常響聲

故障排除方法：①對轉向系統進行多次排放空氣，將空氣排放干凈；②清洗轉向濾芯，濾芯部位有破損或被堵塞物包裹很嚴實，可以更換濾芯；③清除各油管內的堵塞物，保障油路暢通；④系統避免過負荷運行；⑤緊固轉向器和轉向泵螺絲，避免松動所引起的內部機械磨損。

3.6 方向盤空轉

故障排除方法：①更換動力轉向缸內部泄壓的密封圈，動力轉向缸發生變形無法修復，可更換總成件；②緊固方向盤和轉向機固定螺絲，保證能夠正常工作；③拆解轉向器計量泵內部磨損元件，對損壞的元件無法修復時，進行更換元件；④清除轉向系統受堵污物，保障油路暢通。

4 結語

電動輪汽車轉向系統是行車安全的重要機構，其故障錯綜復雜，不確定因素較多。因此，針對轉向系統常見故障診斷及維修技術進行長期分析與研究，確保轉向系統在使用上的安全性，充分滿足安全生產的需要，有效提高了車輛的運輸效率，減少安全隱患，避免交通事故發生，延長設備使用壽命。