Question

帕萨特领驭助力突然失效?

Answer 1

车型：帕萨特领驭2.0L，发动机型号为BNL，手动变速器。
　　VIN：LSVD349F692××××××。
　　行驶里程：132560km。
　　故障现象：客户反映车辆在行驶过程中，会突然失去助力。特别是在转弯过程中该故障更容易出现。且该故障出现之后，就会一直保持失去助力状态，但是当熄火重新启动后，故障又自动消失，直到下一次故障再次出现为止。经试车确认客户反映情况属实。但是当维修技师相继更换了转向机、助力泵之后，故障仍然无法排除，为此求助于笔者，希望笔者给予支持。
　　故障诊断：排除故障之前，先大致了解一下该车的转向系统。该车配备了机械式液压助力转向系统，其基本结构由油液管路、液压助力泵、储液罐、机械转向机（带齿轮齿条式转向机，内部包括安全阀、流量控制阀、单向阀、转向控制阀和液压缸）等组成，如图1所示。
　　
　　图1 机械式液压助力转向系统结构
　　由于厂家不允许拆开转向机对内部来进行维修，因此关于转向机内部的维修本文可以不去考虑。但根据故障现象来分析产生故障的大致范围，有必要了解一下该液压助力转向系统的工作原理。该转向机为齿轮齿条式结构（如图2 所示），这是目前应用最广泛的一种转向机类型。通过图2可以看到，转向机内部和转向柱底部有花键式斜齿（即小齿轮），该小齿轮与转向机齿条相啮合，因此只要驾驶员转动转向盘，则转向柱和小齿轮同步转动，与小齿轮啮合的齿条就会横向移动，与齿条连接的横拉杆带动转向轮偏转角度，从而实现转向的目的。不过这种操作纯粹是机械无助力的转向。基于现在轿车舒适操作的需要，在机械转向的基础上增加了液压助力转向（如图1、图2 所示）。助力转向的高压液压油能让驾驶员用更少的力完成转向，降低了驾驶员转向的工作强度，提高了驾驶操作的敏捷性和安全性。
　　
　　图2 转向机结构
　　接下来说说该液压助力的工作过程：启动发动机后，转向助力泵工作（该泵由发动机曲轴皮带轮驱动），助力泵泵出的高压液压油，经过油管进入转向机上部的机械旋转阀。通过图2 可以看到，该机械阀至转向机上有两条油管，分别接在活塞的两端，机械旋转阀在转向柱处于静止状态时，因此活塞两端的油管都保持畅通，活塞两端的压力一致，此时转向机处于平衡状态，助力泵的输出功率也最小。而当驾驶员操作转动转向柱，则旋转控制阀对应的关闭一侧的阀体，此时高压助力油就只流入另一端的活塞，推动活塞向没有油压的一端移动，此推动力矩和驾驶员操控的力矩一致，从而减轻驾驶员的转向力矩，而另一端由于旋转阀的关闭，高压助力油直接通过机械旋转阀回流至回油管，如此就形成了液压助力转向系统的助力过程。
　　经过上述分析，影响液压助力不正常的原因包括有：①助力泵磨损或本身故障，导致无法建立正常的高压液压油；②转向机的本身故障，包括内部单向阀或者安全阀发卡泄压，或者机械旋转阀无法正常开启或关闭；③转向油管故障，比如堵塞导致不畅通或者泄漏等。
　　故障排除：综合维修技师已经更换了助力泵和转向机总成，剩下的配件已经寥寥无几了。只有几根油液管路，不过笔者一开始已经让维修技师用高压空气吹通检查是否堵塞，并没发现问题，但现在综合所有因素，应该可以肯定故障的根源只能是在管路上面了。于是笔者让维修人员尝试着一条条更换着高压管路（当然不考虑回油管路），当更换助力油泵至转向机这条油管（如图3所示）时，故障消失，经反复试车，故障不再出现，客户出厂后半个月反馈信息，故障已经彻底排除。
　　
　　图3 故障部件
　　故障总结：虽然该案例书写起来非常简单，但在实际维修过程中维修技师却费了九牛二虎之力，首先该转向机的拆装就是一件非常麻烦的工作，一个熟练的技师至少也要两个小时的时间才能竣工，还不包括4轮定位等后续工作。不过笔者个人的意见并不是说可以省略维修技师更换方向机这个步骤，但是针对更换助力泵这一步，笔者认为是可以把时间节省下来的。因为结合该车的故障现象，当该车原地启动没有行驶的时候，故障不会出现，助力也一直正常，只有当车辆在行驶特别是转向较大过程中，故障才会出现。而助力泵的结构相当简单，也是叶片式结构，只要车辆启动，曲轴皮带轮就带动助力泵一直工作，助力的大小只和发动机的转速有关，和车辆是否行驶不存在任何的关系，因此更换助力泵在笔者看来其实是在做一个无用功。
　　而该故障是否和转向机存在着关系呢？本文开始在转向机结构这里就提到了，转向机内部包括有单向阀、安全阀等阀门，这些阀的主要目的是确保高压助力油有正确的流向和合理的压力，能根据实际情况保持打开或关闭，起到保护系统安全的作用，但是若出现某些阀发卡不能打开或无法关闭，则都会引起高压的液压油无法正常输入或输出，转向机内部的活塞自然就无法被推动而引起助力失效。那为什么怀疑这些阀和行驶有关系呢？因为单向阀也好，安全阀也罢，它们在转向机里面都是相对的灵活，位置状态容易发生改变，因此它们可能受车辆行驶中震动影响的概率较大，而转向机本身由于无法拆开检修，因此更换转向机这个思路在实际维修工作中确实是无法避免的了。更换转向机之后问题没有排除，更换了高压油管后故障排除，连维修技师都在怀疑，明明用高压空气吹过管路，明明也正常畅通，为什么换了一条故障就排除了呢？为了验证笔者的想法，特地让维修技师用刀片剥开该管路，可以看到该管路中间还有一条直径极细的类似于弹簧的钢丝管子（如图3 所示中黄色方框部分），而高压液压油在循环流通过程中必须流过这条钢丝管路，因为在高压油管中有一个管路节点（图3 中已经注明），该节点将小管子卡死在节点部位，因此在高压油管这个节点位置中，钢丝管路是高压油的唯一通道。由于该钢丝管是钢丝结构，笔者无法再进一步解剖研究，但是单就这条高压油管来说，由于该钢丝管直径非常小，加上长时间使用自然老化和恶劣的工作条件（长期处于高温高压环境中），有可能引起其内部钢丝松落起层，这种情况就可能引起管路中间形成堵塞。当高压油压力和流量不大（怠速的流量），油压无法将起层的钢丝聚成一起，钢丝管路内部还能保持畅通，助力油能正常循环，因而助力转向保持正常，而当助力油压力升高流量较急时（特别是转弯时），则脱层的钢丝被流速较大高压油冲聚在一起，形成堵塞，一旦堵塞之后，只需要很低的油压，就能让钢丝保持在堵塞的位置。只有当车辆完全熄火之后，没有油压作用在起层的钢丝上，管路才得以畅通，这个也是该车出现目前这种故障的根本原因了。
　　高压管路中这根细细的钢丝管子，在高压油管中起到什么作用呢？其实本案例中若高压管里面没有这根钢丝管，可能该故障根本就不可能出现，那么为什么生产商还会这样设计呢？笔者个人认为，该钢丝管的一个主要作用是减少震动降低噪声，由于助力油泵工作过程中，高压油的流量和大小随着转速的变化而改变，频繁的油压改变自然会导致高压管路产生震动和噪声，而该钢丝管子外表类似于弹簧的结构设计，既吸收了高压油对管路的震动，又减轻了由此产生的噪声。