◆文/江蘇 高月鵬 張湘衡

汽車制造業(yè)近年來迅速發(fā)展，特別是進入電子工業(yè)技術(shù)的應用階段，大量新的電子技術(shù)應用在汽車結(jié)構(gòu)中。現(xiàn)代汽車正向運行平穩(wěn)、操作更方便、舒適、安全可靠、節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。

根據(jù)汽車鈑金工現(xiàn)有的技術(shù)技能和當前汽車結(jié)構(gòu)的特點，汽車鈑金修理人員應加強兩方面的技術(shù)技能。一方面是汽車電路和電器元件的檢查與修理技能，另一方面是汽車液壓系統(tǒng)的檢查與修理技能。下面筆者通過對汽車結(jié)構(gòu)的分析來進行說明。

一、汽車結(jié)構(gòu)中的電路和電器元件

目前，汽車車門已由單一關(guān)閉功能發(fā)展到車門沒關(guān)閉牢固時發(fā)出提示信號，可消除不安全隱患；有的還具有觸摸解鎖、自動落鎖、升降器帶有防夾一鍵升降等功能。例如福特汽車車門線路和構(gòu)件，如圖1所示。此結(jié)構(gòu)由車門線束、車門鎖總成、車窗電動升降器、車門控制模塊、音響元件及車身線束總成等構(gòu)成。

圖1 福特汽車車門線路和構(gòu)件

車門線束與車門鎖總成連接，如圖2所示；車門線束與車窗電動升降器連接，如圖3所示；車門線束與車門控制模塊連接，如圖4所示；車門線束與音響元件連接，如圖5所示；車門線束與車身線束總成連接，并與汽車儀表板連接，如圖6所示。

圖2 車門線束與車門鎖總成連接

圖3 車門線束與車窗電動升降器連接

圖4 車門線束與車門控制模塊連接

圖5 車門線束與音響元件連接

圖6 車門線束與車身線束總成連接

汽車車門結(jié)構(gòu)的故障主要是常用電路和電器元件損壞，這類故障都可通過對常用電路和電器元件的檢查與修理進行修復。這一類技術(shù)要求在《中華人民共和國機動車維修技術(shù)人員從業(yè)資格考試大綱》里都能找到。而在GB/T19910—2005《汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)修理技術(shù)要求》中，其教學目標要求如下。

1.了解該標準對汽車發(fā)動機(點燃式汽油發(fā)動機)電子控制系統(tǒng)維修前檢查、視情維修以及維修后檢驗的技術(shù)要求方面的規(guī)定。

2.掌握汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)維修的基本要求，即汽車鈑金修理工對汽車電子控制維修的基本知識應有一定的了解。在此基礎(chǔ)上還要結(jié)合常用電路和電器元件的原理知識，不斷實踐才能夠提高汽車車門結(jié)構(gòu)修復技能。

常用電路和電器元件的原理和實踐，這些知識在初中物理教學課程中都應掌握，例如電路及連接基本方式、電流、電壓、電流表和電壓表的使用、電阻及電器元件的檢測等知識。這樣維修汽車車門結(jié)構(gòu)就只有汽車控制模塊的檢修問題了，這個問題在汽車車門維修中也是一個難題，就目前修理廠的修理狀況，多數(shù)也是采用更換新的控制模塊來檢查和修復。

二、汽車結(jié)構(gòu)中的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前隨著我國民用汽車的快速發(fā)展，汽車高新技術(shù)在汽車中大量使用，液壓、氣壓和液力傳動與控制技術(shù)在汽車上的應用也越來越廣泛，其發(fā)展趨勢如下。在控制方面，與微電技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合，向著精密、復雜、耐用、靈敏度高及可靠性好的方向發(fā)展；在傳動方面，適合大、中型汽車傳動要求，工作更加可靠、操縱更加方便、舒適，且性能穩(wěn)定無泄漏；在燃料、潤滑傳輸方面，向著供給精確、穩(wěn)定、可靠、無泄漏及無污染的方向發(fā)展；在元件加工制造方面，向著精度高、組合(多元件功能)性強、工作靈敏、安全可靠及壽命長方向發(fā)展。在汽車車身方面，各種汽車品牌都在盡量采用先進的科學技術(shù)，使車輛乘坐更加舒適、安全，操控更加方便、穩(wěn)定、可靠性更好。汽車大量采用搖控門鎖控制裝置、電動車窗、可折式電動后視鏡及可控自動開閉后備箱蓋等。例如福特汽車的后備箱蓋就采用了自動開閉控制系統(tǒng)，福特汽車后備箱結(jié)構(gòu)元件示意圖如圖7所示。汽車后備箱的開閉原來一般采用機械式結(jié)構(gòu)，但福特汽車后備箱的結(jié)構(gòu)還具有通過按鍵可自動開啟和關(guān)閉后備箱蓋功能，另外為了方便駕駛員在雙手有物件的情況下也可開閉后備箱蓋，還裝了傳感系統(tǒng)，駕駛員只要掃過傳感器界面，后備箱就可自動打開或關(guān)閉。

圖7 福特汽車后備箱結(jié)構(gòu)元件示意圖

汽車后備箱自動開閉控制系統(tǒng)的液壓伸縮桿如圖8所示。它是汽車后備箱實現(xiàn)自動控制的主要構(gòu)件。汽車的液壓構(gòu)件利用液壓元件的良好性能，利用電流脈沖輸入啟動非接觸磁環(huán)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)液壓伸縮桿的伸縮功能，其原理如圖9所示。

圖8 液壓伸縮桿

圖9 液壓伸縮桿的原理

又例如，在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中增設(shè)的助力裝置稱為“助力轉(zhuǎn)向”。采用助力轉(zhuǎn)向的目的是使轉(zhuǎn)向操縱輕便，從而改善操作性能。一般來說，在即將停車時車速較低，轉(zhuǎn)向盤的操縱較費力，隨著車速增加，轉(zhuǎn)向盤逐漸變得輕快。因此，如果將停車或低速時的轉(zhuǎn)向操縱力設(shè)計得較小，在高速行駛時轉(zhuǎn)向則會發(fā)飄。為了實現(xiàn)在各種條件下操縱轉(zhuǎn)向盤所需的力都在最佳狀態(tài)，就需要采用液壓轉(zhuǎn)向裝置。目前的助力轉(zhuǎn)向裝置均采用液壓作動力，利用液壓泵加壓油液，再經(jīng)過控制閥來調(diào)節(jié)液壓油的流量，根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)，控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向動作仍由駕駛員來完成，但作用在轉(zhuǎn)向機構(gòu)上的力則由動力裝置提供，因此能使操縱轉(zhuǎn)向盤輕便省力。

汽車液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖10所示。其工作原理為轉(zhuǎn)向液壓泵安裝在汽車發(fā)動機上，由曲軸通過皮帶驅(qū)動向外輸出油壓。轉(zhuǎn)向油杯有進、出油管接頭，通過油管分別和轉(zhuǎn)向液壓泵和轉(zhuǎn)向控制閥連接。助力轉(zhuǎn)向器為整體式助力轉(zhuǎn)向器，其轉(zhuǎn)向控制閥可以改變油路。由齒條－活塞和缸體形成R和L兩個工作腔。R腔為右轉(zhuǎn)向動力腔，L腔為左轉(zhuǎn)向動力腔，它們分別通過油道和轉(zhuǎn)向閥連接。轉(zhuǎn)向螺桿和齒條－活塞、齒條－活塞和扇齒組成了兩對嚙合傳動。轉(zhuǎn)向臂一端固接在與扇齒連在一起的轉(zhuǎn)向搖臂軸上，另一端鉸接在轉(zhuǎn)向主拉桿上。轉(zhuǎn)向橫拉桿10、轉(zhuǎn)向梯形臂11及前軸組成轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)。

圖10 汽車液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

汽車液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在很多汽車上采用，上海大眾的桑塔納2000PASSAT B5轎車就采用了液壓助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)。

1.基本結(jié)構(gòu)

液壓助力轉(zhuǎn)向裝置的基本結(jié)構(gòu)如圖11所示。它是由葉片泵、油杯、轉(zhuǎn)向機活塞、旋轉(zhuǎn)柱塞閥、油管等組成。

發(fā)動機通過三角皮帶驅(qū)動動力轉(zhuǎn)向所用的葉片泵，將油杯里的液壓油泵進入旋轉(zhuǎn)柱塞閥，旋轉(zhuǎn)柱塞閥控制液壓油流向，根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩的大小和方向，旋轉(zhuǎn)柱塞閥控制液壓油返回油杯，并使適當?shù)囊簤河土魅肽骋贿叺墓ぷ饕簤焊?，油壓作用與活塞運動變向，對轉(zhuǎn)向機齒條的位移起助力作用。另一邊工作缸的液壓油，在轉(zhuǎn)向機活塞和油壓的作用下，通過旋轉(zhuǎn)柱塞閥排放，回到油杯。

圖11 液壓助力轉(zhuǎn)向裝置的基本結(jié)構(gòu)

2.直線行駛

當直線行駛時助力轉(zhuǎn)向器的工作原理如下，此時轉(zhuǎn)向盤不傳送轉(zhuǎn)向扭矩，旋轉(zhuǎn)柱塞閥上的扭曲桿不產(chǎn)生扭曲，旋轉(zhuǎn)柱塞閥將進油通道和回油通道各開啟一半，低壓狀態(tài)的液壓油經(jīng)左邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥的通道進入轉(zhuǎn)向機工作缸右邊，轉(zhuǎn)向機工作缸右邊多余的液壓油經(jīng)右邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥處的回流節(jié)流閥返回到油杯中；同樣此低壓狀態(tài)的液壓油經(jīng)右邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥的通道和出油節(jié)流閥進入轉(zhuǎn)向機工作缸左邊，轉(zhuǎn)向機左邊多余的液壓油經(jīng)左邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥上部的回油環(huán)槽返回油杯中。

由于轉(zhuǎn)向機活塞右邊面積要比左邊面積小，這兩個節(jié)流閥流量不一樣，它能使轉(zhuǎn)向機工作缸右邊的油壓略大于左邊的油壓，這樣轉(zhuǎn)向機處于中間位置時，轉(zhuǎn)向機活塞受到左右兩個缸的作用力相等，使助力活塞保持在平衡狀態(tài)，不起助力作用。由于轉(zhuǎn)向盤保持在中間位置，轉(zhuǎn)向器也就處于中間狀態(tài)，使車輛直線行駛。由此可見，直線行駛時，雖然液壓油始終是循環(huán)流動的，但轉(zhuǎn)向助力器不起助力作用，因此這種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是常壓式。

3.右轉(zhuǎn)向

向右行駛時助力轉(zhuǎn)向器的工作原理如圖12所示。此時向右轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤傳送轉(zhuǎn)向扭矩，轉(zhuǎn)向力矩使得扭曲桿扭曲，并且轉(zhuǎn)向管柱的轉(zhuǎn)角要比轉(zhuǎn)向機小齒輪轉(zhuǎn)得多一點，這就使得右邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥下移，使得進油通道開大；左邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥上移，關(guān)閉進油通道，在此同時兩個旋轉(zhuǎn)柱塞閥分別打開和關(guān)閉各自的回油通道。

根據(jù)右邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥進油通道開度的大小，來控制流入工作缸左邊的液壓油的流量和油壓。工作缸左邊的液壓油推動轉(zhuǎn)向機活塞向右移動，起到助力作用。與此同時，助力活塞的齒條帶動轉(zhuǎn)向桿順時針轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)推動轉(zhuǎn)向輪向右轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向機活塞移動距離的大小，則取決于施加在轉(zhuǎn)向盤上轉(zhuǎn)向力矩的大小。

圖12 向右行駛時動力轉(zhuǎn)向助力器的工作原理

轉(zhuǎn)向機工作缸右邊的液壓油在轉(zhuǎn)向機活塞的作用下，通過打開的回油環(huán)槽返回到油杯中。另外，扭曲桿的扭轉(zhuǎn)力矩成為操縱反力，傳至轉(zhuǎn)向盤，使駕駛員有路感。

4.左轉(zhuǎn)向

向左行駛時助力轉(zhuǎn)向器的工作原理同右轉(zhuǎn)時大致相同，如圖13所示。此時向左轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤傳送轉(zhuǎn)向扭矩，轉(zhuǎn)向力矩使得扭曲桿扭曲，并且轉(zhuǎn)向管柱的轉(zhuǎn)角要比轉(zhuǎn)向機小齒輪轉(zhuǎn)得多一點，這就使得左邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥下移，使得進油通道開大；右邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥上移，關(guān)閉進油通道，在此同時兩個旋轉(zhuǎn)柱塞閥分別打開和關(guān)閉各自的回油通道。

圖13 向左行駛時助力器的工作原理

可根據(jù)左邊旋轉(zhuǎn)柱塞閥進油通道開度的大小，來控制流入工作缸右邊的液壓油的流量和油壓，工作缸右邊的液壓油推動轉(zhuǎn)向機活塞向左移動，起到轉(zhuǎn)向助力作用。助力活塞上的齒條帶動轉(zhuǎn)向桿逆時針轉(zhuǎn)動，從而帶動轉(zhuǎn)向車輪向左轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)向機活塞移動距離的大小，則取決于施加在轉(zhuǎn)向盤上轉(zhuǎn)向力矩的大小。轉(zhuǎn)向機工作缸左邊的液壓油在轉(zhuǎn)向機活塞的作用下，通過打開的回油環(huán)槽返回到油杯中。

5.轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到任一角度

如果將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到某一角度并保持這一角度，則在轉(zhuǎn)向力矩與轉(zhuǎn)向阻力矩達到平衡時，扭曲桿恢復正常，不產(chǎn)生扭曲，旋轉(zhuǎn)柱塞閥的位置與直線行駛相同，助力作用消失，從油泵來的油經(jīng)空載油路繼續(xù)循環(huán)。此時，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)角度保持與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角成相互對應關(guān)系。

在駕駛員操作過程中，當助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)生故障而失去轉(zhuǎn)向助力作用時，轉(zhuǎn)向器仍能工作。此時，由轉(zhuǎn)向盤傳來的轉(zhuǎn)向力矩通過轉(zhuǎn)向柱、活塞的齒條等直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向車輪以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，不過轉(zhuǎn)向操縱會感到沉重些。

綜上所述，汽車結(jié)構(gòu)中的液壓系統(tǒng)其工作原理看起來好像復雜，但汽車結(jié)構(gòu)中的液壓結(jié)構(gòu)或元件的系統(tǒng)是一個整體結(jié)構(gòu)，如果確定是液壓構(gòu)件或元件損壞的在汽車修理時也只能采用更換的修理方法。所以汽車修理人員主要是要掌握汽車結(jié)構(gòu)中整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的檢查和修理。

利用液壓傳動可實現(xiàn)動力遠程傳遞、電氣控制信號轉(zhuǎn)換、發(fā)動機燃料傳輸及機械系統(tǒng)潤滑。與其他傳動情況相比，在汽車上應用液壓傳動技術(shù)，具有整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕及元件組合性強等優(yōu)點；與電器結(jié)合，能夠?qū)ζ嚨倪\動狀況進行控制，如液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳動液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)電子控制系統(tǒng)裝置而構(gòu)成的。該系統(tǒng)能根據(jù)汽車行駛條件的變化，對助力的大小實行控制，使汽車在停車狀態(tài)時得到足夠大的助力，提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操縱性。當車速增加時助力逐漸減小，進入高速狀態(tài)時，則無助力，使操縱有一定的“路感”，提高操縱穩(wěn)定性。另外，液壓系統(tǒng)一般工作壓力不高，流量不大，節(jié)能效果更好。

汽車無論是行駛系統(tǒng)，還是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或車身其他構(gòu)件系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)和元件、組件都是想讓汽車的性能得到改善，讓整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、元件組合性強；而與電器結(jié)合，是希望能夠?qū)ζ嚨倪\動狀況進行控制。汽車液壓系統(tǒng)、組件和元件都是一個整體，一般不易損壞，有了故障也需要專門機構(gòu)才能檢測和修理。汽車結(jié)構(gòu)的這種整體性的特點，需要維修人員了解更多的知識，掌握更多的技能，現(xiàn)在機電一體化(汽車機工和汽車電工合一)已是修理人員的一種常態(tài)，以后汽車維修人員的分工將更加難以分得很清楚。汽車修理人員需要綜合各方面知識的要求也會越來越多。