奥迪A6更换方向机及助力泵和管路后方向无

一辆故障里程超20.3万km的奥迪A6（C6）轿车。该车检查方向转动过程有时个别位置重的故障。当时检查发现转动方向盘向左或右打方向2圈后回位的过程中有方向发沉现象。当时助力油压在关闭油压表10s内只有kPa，离标准油压～kPa差kPa，转向助力泵压力明显不够，进行更换转向助力泵测量油压为kPa。在排除转向柱及两侧车轮悬挂后，判断为转向机内部故障。进行更换后发卡现象是没了，但方向盘较以前更重，好像没助力一样。向左／右打方向时助力油壶中的助力油油位上下变动。打死转向时高压也能达到kPa，但是方向非常沉，并且还有个非常特别的感觉，就是发动机不启动时方向盘感觉还轻些，启动了反而有些沉，来回快速打方向盘时还能明显感觉到方向机内部扭力杆工作到极限。根据以上检查诊断初步分析为：（1）高压油管挤压／堵塞；（2）回油管回油不畅；（3）助力油壶过滤网堵塞；（4）系统管道有空气未排干净。根据以上分析后进行替换高／低压管、助力油壶，排空气后故障依旧。此时启动发动机读取助力管高压端的高压表数值，在关闭开关后1-2s压力为kPa。切断从方向机到助力油壶的回油时油压表不变化，但能感觉到回油管内有压力存在。此时维修陷人僵局（在更换助力油储液罐、助力泵、高低压油管、方向机后方向盘依旧很重）。怀疑是不是新换的方向机内部问题，导致方向盘比没换时重呢？由于没有相同的车型进行检测与替换，故将换下来的方向机重新装人故障车后发现方向盘还是很重，比进厂时重。此时感到奇怪，为什么车辆来我站时方向盘比现在轻，决定重新更换助力泵后测试发现方向盘变轻，但旧方向机发卡现象依旧存在。难道新换的转向助力泵有问题吗？按照维修手册要求检查转向助力泵，输出侧关闭油压必须达到-kPa，测试时间不能超过10s。此助力泵完全符合正常转向助力泵的检测要求。然而事实确实说明该泵有故障无法实现转向助力功能。如此简单古老的液压转向助力系统是什么问题导致此故障呢

助力过程如下：转向助力泵运转将储液罐的液压油经过泵腔加压→输出至转向机机械阀→机械阀通过驾驶员施加在扭力杆上的扭力来实现位移，扭力越大输出至活塞腔的液压油越多，助力扭矩越大→机械阀根据扭力杆旋转方向来决定向活塞左腔还是右腔供油→活塞根据左右油压压力实现左右移动助力→相应的低压腔通过机械阀将油压泄至储液罐完成助力功能。

机械阀工作过程：在直线行驶时，方向盘处于中间位置，方向盘辐条处于水平位置，阀芯和阀套之间也处于中间位置，所有控制口接通，液压油毫无阻碍地流经转向阀返回到储油罐。方向盘转动时，转向轴带动阀芯相对于阀套运动，由于阀的控制边口位置的变化，液压油将进人转向器的油缸内，推动活塞运动而产生推力。当向右转动方向盘时，转向力矩使得弹性扭力杆扭转，并且转向管柱的转角要比方向机小齿轮转得多一点，这就使得右边旋转柱塞阀芯下移，使得进油通道开大；左边旋转柱塞阀芯上移，关闭进油通道，此时左右旋转柱塞阀芯分别打开和关闭各自的回油通道。根据右边旋转柱塞阀芯进油通道开度大小，来控制流人工作缸左边的液压油的流量和油压。工作缸左边的液压油推动方向机活塞向右运动，起到助力作用。方向机活塞移动距离的大小，则取决于施加在方向盘上转向力矩的大小。方向机工作缸右边的液压油在方向机活塞的作用下，通过打开的回油环槽返回到储油罐中。当向左转动方向盘时情况与向右转动方向盘时相反。

现在我们将该车故障总结一下，该转向助力泵故障大体表现为：

（1）无转向助力且启动后比不启动时略沉；（2）方向快速来回打能感觉到扭力杆到达极限位置。且有一个特别的感觉就是方向打死以后，一般车辆能迅速听到转向助力泵泄压的声音，此车需要延迟几秒才能听到泄压声。我们现在再看一下转向助力泵的工作原理。

转向助力泵为一个叶片泵通过改变工作腔容积来实现增压，原理较简单，其内还有一个压力安全阀稍复杂。我们先看下它的工作原理：在发动机正常运转时输出压力不足以开启压力控制阀，所以柱塞两段压力保持平衡，上端的弹簧使其处于关闭状态。高速运转或负荷增加时控制阀上端压力克服下端弹簧弹力使控制阀处于打开状态，因节流作用使活塞上腔压力下降，当压力下降至活塞下腔克服活塞上腔压力与弹簧的合力时，活塞开始上移将泄压口打开，将压力控制在～kPa标准压力。

分析此车的3个故障现象，有一点非常值得怀疑，该车测试时关闭管路后压力比正常车压力上升得缓慢，最高压力可以达到说明活塞压缩能力良好，但是在同等容积下压力上升过慢说明泵输出流量不够。难道是有堵塞或泄漏吗？带着疑问我们分解了新的转向助力泵，发现在泄压阀上面有一小块油管橡胶，橡胶部分打开了泄压阀柱塞导致泄漏，所以油液走了内循环导致流量不够，然而当输出管路关闭或负荷增加时，该口因泄漏小于输出量，所以又不影响最高压力，只是有些缓慢，从而导致此故障发生。

在整个检测过程中我们忽略了一个重要问题，那就是维修手册只给了最高压力来判断转向助力泵的好坏，没有把正常工作压力列人检测范围，而此车实车检测时发现故障泵不打方向盘时的压力为～kPa，打方向盘过程中能升高至kPa左右，而正常车不打方向的压力为～kPa，打方向盘过程中为kPa左右。

那么此车还有一个故障现象我们如何解释呢？启动发动机后方向盘反而有变沉的感觉。经过仔细分析认为，由于助力泵输出油量过少，导致正常工作压力过低，同时由于流量低，在转向机等各接口部位的节流作用增大。以左转向助力为例，驾驶员操作方向盘使其旋转，旋转扭力施加于扭力杆上，迫使其转动，因转向助力液不足导致基本无助力，于是扭力杆变形至极限。阀门开度开至最大，但是由于机械阀阀门前端存在节流，所以进人转向机活塞右室的油液严重不足，然而在机械齿条的带动作用下活塞强制向左移动，导致活塞腔形成接近真空状态，由于真空的形成，所以拉动活塞向右与向左的输人力矩正好相反，从而导致方向更加沉重。故障排除：清洗助力泵安全阀。

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