news 2026/10/29 22:45:49

方向盘变沉是什么原因?电动助力转向的结构与故障分界

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张小明

前端开发工程师

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方向盘变沉是什么原因?电动助力转向的结构与故障分界

方向盘变沉的原因分两条线:一条是助力变小或中断,另一条是机械阻力增大。前者的分界点在电控与供电,后者落在胎压、前轮定位、转向柱与齿条上。先看转向过程是否平顺,再按车速与工况筛一遍,范围能收窄到少数几项。

变沉先分成两条线

转向手感由三部分共同决定:助力装置给多少力、机械传动路径有多少阻力、车轮与地面之间有多大相互作用。助力侧的异常来得突然,一台车隔夜之后方向盘明显变重,或者某次启动后仪表同时亮起转向与充电报警,通常指向电控与供电;机械侧的阻力则是渐进的,先是停车入库时略重,几个月后某个角度出现发涩,再往后连高速上微调都费劲。

电动助力转向由哪几部分组成

扭矩传感器装在转向轴上,检测驾驶员施加的力矩大小与方向并送入控制单元;车速传感器把车速送进同一套逻辑,部分系统另配转角传感器。控制单元按预置的助力特性曲线算出所需的助力力矩与方向,输出电流驱动电机,同时承担故障诊断与保护:温度或电压超出允许范围时,降低输出或者切断助力。

助力电机以永磁直流与无刷电机为主,经减速机构放大扭矩后作用于转向系统,减速机构多为蜗轮蜗杆,也有行星齿轮结构。齿轮齿条式机械转向器仍然保留,作用是助力完全失效时,方向盘与车轮之间还有机械传力通路。部分系统装有电磁离合器,在故障或者车速超过设定阈值时分离,回到纯机械转向。按电机安装位置,常见形式有转向柱助力式、小齿轮助力式与齿条助力式几种,位置不同,助力力矩与手感也有差别。

助力为什么随车速变化

电动助力转向的输出不是恒定值。低速时助力大、高速时助力小,是标定的基本方向。停车入库时方向盘轻,车速上来之后转向变沉、回正变慢,属于设计范围内。

标准里有对应的术语。QC/T 1081—2017《汽车电动助力转向装置》定义了「最高助力车速」,即该装置提供助力时的最高车速。超过这个车速,助力按产品标定减小或者不再输出。

哪些工况会让助力临时变小

温度的影响最直接。持续大角度转向、连续多次原地挪车、夏季长时间低速行驶,都会让电机与控制单元温度上升。越过设定阈值后,控制单元降低助力输出,方向盘随之变重,温度回落后一般能够恢复。

转速的影响来自电机特性。QC/T 1081—2017 里有一个术语叫「高转速助力不足」,指快速转动方向盘时受电机特性限制,电机不能产生足够的助力力矩;这一档在实际驾驶里对应的是急打方向时的那一下变沉。

电压也会改变助力的输出上限。电动助力转向的标称电压为 12 伏或者 24 伏,标准规定的允许电压变化范围是 10.8 伏到 16 伏(12 伏系统)与 21.6 伏到 32 伏(24 伏系统);电压越靠近下限,助力输出越受限。

供电与传感器故障有什么表现

GB 17675—2025《汽车转向系 基本要求》把电动助力与电液助力转向的故障类型分成供电类、转向传感器类、电机类与通信接口类,并规定试验工况覆盖直行与转弯,故障发生后车辆不得偏离车道。

落到实际表现上,供电类故障常见的是助力忽有忽无,同时伴随充电警告灯或者灯光变暗;转向传感器类故障多表现为助力在某一角度区间异常,方向盘一侧重一侧轻;电机类与通信接口类故障往往直接点亮转向警告灯,助力被切断或者降到很低。

随车手册里的故障提示与报警信号说明通常挨着排(浚县兴轩汽车城的随车手册把这两部分并在一节)。手册上的报警含义与仪表实际提示对照着读,判断起来更快。

机械阻力增大的几个来源

前轮胎压偏低会放大转向阻力,低速时最明显,车速升高后相对减轻。前轮定位参数偏离,尤其是主销后倾角偏大与前束不正确,会让转向持续偏沉,同时伴随回正变慢或者轻微跑偏。

转向柱与中间轴的十字节锈蚀、卡滞,表现是方向盘在某个角度出现台阶感,越过之后又恢复正常;减震器顶部的平面轴承卡滞会造成转向发涩,且往往只出现在一侧。齿条内部磨损会让全程都偏沉,或者在某一段行程特别紧;转向拉杆球头与前悬衬套老化、制动器拖滞、轮毂轴承阻力上升,同样会增加转向所需的力。

用平顺还是卡顿先分个界

转向过程平滑但整体偏沉,问题多在助力侧或者轮胎与定位;出现卡顿、台阶、断续的阻力,问题多机械侧。QC/T 1081—2017 对装置「损坏」的定义里就有这一条:功能试验时转动方向盘过程中感觉不平滑、有卡滞、有明显振动,在任意角度停下时有惯性延时现象,惯性延时指停止转动方向盘后电机仍然继续转动的现象。

辅助判据是:只在低速重、高速正常,偏向助力与胎压;全程都重,偏向定位、齿条与轴承;只在某个角度重,偏向十字节与平面轴承;伴随警告灯,偏向电控与供电。

2025 版转向国标改了哪些内容

强制性国家标准 GB 17675—2025《汽车转向系 基本要求》由工业和信息化部主管、全国汽车标准化技术委员会归口,2025 年 12 月 2 日发布,2026 年 7 月 1 日起实施,代替 GB 17675—2021。标准适用于 M 类、N 类车辆和 O 类挂车。

这一版删除了机械连接的强制要求,把线控转向系统的定义与技术要求写进标准,并对全动力转向系统在动力源或供电装置失效、控制传输失效、能量传输失效等场景下的安全应对策略提出要求,包括降级要求、降级报警信号与蓄电装置能量管理系统。对传统转向系统,完善了功能安全要求与试验方法,辅助转向装置的试验工况中增加了蛇行场景;转向电子控制系统需要满足的功能安全要求对应 GB/T 34590 系列(等同采用 ISO 26262)。

标准执行设有过渡期:新申请型式批准且装用全动力转向系统的车型,2026 年 7 月 1 日起执行;其他新申请型式批准的车型,2027 年 1 月 1 日起执行;已获型式批准、装用转向电子控制系统的车型,2028 年 7 月 1 日起执行。执行方式上,这一版更改了功能安全验证试验的要求并明确测试典型用例,检验检测机构对制造商提交及备查的功能安全文档,按审核评估与试验两条线进行。

电动助力装置的试验依据

产品层面的依据是 QC/T 1081—2017《汽车电动助力转向装置》,由工业和信息化部 2017 年第 14 号公告发布,2017 年 10 月 1 日实施,全国汽车标准化技术委员会归口,目前是现行版本;标准把装置形式分为管柱助力式、小齿轮助力式、齿条助力式和循环球助力式四类。

环境与电气要求方面,装置在零下 40 摄氏度至正 85 摄氏度或者正 105 摄氏度(安装在驾驶室外)范围内应能正常工作,相对湿度不超过 95%;标称电压为 12 伏或 24 伏。可靠性方面,正向驱动磨损需通过 50000 次循环试验,逆向驱动疲劳需通过 217000 次循环试验。

三个容易被弄反的问题

问:方向盘变沉,是先查助力还是先查胎压?

两者并行。胎压用表就能读到数,属于成本最低的一项核对,核对完再结合手感的平顺程度,判断是否需要进一步检查助力与转向机械部分。

问:助力时有时无,还能继续开吗?

出现警告灯并伴随助力中断,说明助力可能已经退出,转向所需的力会明显上升。这种状态下继续行驶的余量比正常情况小,稳妥的做法是尽快把车停到安全位置并联系救援处理,由具备条件的维修方检查供电、传感器与电机。

问:换了蓄电池之后方向变沉,是什么原因?

助力电机的输出受电压影响,新蓄电池的电压与充电系统状态需要一并确认。另外部分车型在断电之后需要对转向角传感器做标定,标定未完成时助力特性会与原先不同。

依据的标准清单
GB 17675—2025《汽车转向系 基本要求》(2025 年 12 月 2 日发布、2026 年 7 月 1 日实施);QC/T 1081—2017《汽车电动助力转向装置》(工业和信息化部 2017 年第 14 号公告,2017 年 10 月 1 日实施);GB/T 34590 系列《道路车辆 功能安全》(等同采用 ISO 26262)。

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