汽車循環球式轉向器輸入端漏油故障分析及改進對策

祁麗華

豫北汽車動力轉向器有限公司，河南新鄉 453003

汽車循環球式轉向器輸入端漏油故障分析及改進對策

祁麗華

豫北汽車動力轉向器有限公司，河南新鄉 453003

轉向器輸入端漏油是轉向器漏油故障模式中較為常見的一種。本文針對豫北循環球式轉向器的漏油故障進行了一系列實驗分析，找出了轉向器輸入端漏油的根本原因。通過對輸入端密封、防塵蓋等零件設計結構的改進，有效地解決了轉向器輸入端漏油問題。

汽車轉向器；輸入端漏油；故障分析；改進對策

1 本文研究的背景和意義

轉向器漏油問題是轉向器各類故障中較為典型的故障，也一直是世界性的難題。轉向器漏油雖然不會影響轉向系統的使用性能，也不會涉及到駕駛的舒適性和安全性，但是它會直接影響到使用者的心情，降低產品在客戶心目中認知度和對產品質量的信任度，同時還會對環境造成一定的污染。

轉向器漏油故障模式主要包括輸入端漏油、輸出端漏油、結合面漏油等。轉向器輸入端漏油是轉向器漏油故障里比較典型且較為常見的一種，雖然技術人員一直在關注，并通過實驗進行各種改進以減少問題的發生，但是想把問題徹底解決確實不容易。

2 輸入端漏油故障的機理分析

本文將以輸入端漏油為例，具體闡述轉向器漏油的機理及處理方法。

2.1 漏油故障原因推測

為了解決輸入端漏油問題，本文對豫北公司2010年4月～2010年8月客戶反饋比較集中的ZDZ8轉向器49臺漏油故障品進行了系統地篩選分析。

首先對漏油問題進行潛在失效模式分析，找到可能導致轉向器輸入端漏油問題產生的所有潛在因素，見表1。

表1 轉向器漏油根本原因分析表

2.2 漏油故障原因實驗驗證

根據以上各類原因分析，針對每一個問題進行實驗驗證，以便確定真正導致此次故障的根本原因。

2.2.1 油封材料實驗驗證

對于第一個問題，油封橡膠材料選用問題，該材料選用HNBR，其物理性能測試報告顯示為格，表明材料問題不是輸入端漏油問題的潛在根本原因。

2.2.2 輸入軸尺寸實驗驗證

對于懷疑輸入軸尺寸不合格問題，用千分尺檢測與油封配合處外圓尺寸，檢測5件故障件（非磨損部位）尺寸分別為 ：1）Φ19.982mm、2）Φ19.984mm、3）Φ19.988mm、 4）Φ19.986mm、5）Φ19.987mm。與標準直徑Φ19.972～Φ19.993mm相比，均在合格范圍內，所以，該項也不是輸入軸漏油的潛在根本原因。

2.2.3 油封配合處粗糙度實驗驗證

在檢測儀上檢測油封配合處外圓粗糙度，檢測5件故障件（非磨損部位）結果為 1）Ra0.38、2）Ra0.32、3）Ra0.34、4）Ra0.36、5）Ra0.34。與標準Ra0.4相比，均在合格范圍內。所以可以確定輸入軸粗糙度不合格問題不是輸入軸漏油的潛在根本原因。

2.2.4 材料硬度實驗驗證

在硬度機上檢測5件故障件（非磨損部位），結果為：1）52 HRC、2）54 HRC、3）53 HRC、4）53 HRC、5）54 HRC。 與 標準50HRC～55HRC相比，均在合格范圍內，因此排除了輸入軸硬度低的影響。

2.2.5 油封唇口設計合理性實驗驗證

針對油封唇口設計不合理這一影響因素。對發生外泄漏的油封拆分檢查。檢測結果顯示：皮碗唇口磨損異常、轉向軸外圓有溝痕。

根據油封檢測結果可以初步判斷，該項問題可能是輸入軸漏油的潛在根本原因。

2.2.6 油封唇口裝配劃傷實驗驗證

問題分析到這里并沒有真正結束，為徹底查明原因，又對操作現場進行檢查。檢查發現，在轉向器總成裝配時，完全按照工藝要求進行，即輸入軸花鍵是加戴保護套進行裝配的。對100件組件進行檢查，未發現有油封唇口劃傷現象。所以，排除了裝配時油封唇口劃傷對輸入軸漏油的影響。

2.2.7 裝配清潔度實驗驗證

通過現場檢查和對100件裝配過程的跟蹤，未發現裝配過程異常。按照設計給出的清潔度檢測方法，用精密天平測定轉向器內部異物質量，均在標準要求范圍內，見表2。

表2 裝配清潔度檢查表

經過現場檢查分析，可以確定裝配未按作業標準執行和裝配清潔度差兩項均不是輸入軸漏油的潛在根本原因。

2.2.8 用戶使用后清潔度實驗驗證

對于非常關注的用戶使用后轉向器清潔度差這項原因，用精密天平對轉向器編號為08B25077的故障件做清潔度檢查，結果各項指標均在標準范圍內。所以，也排除了此項問題的影響。

3 解決輸入端漏油故障的方案及改進對策

根據以上分析，判定第5項原因為根本原因，隨即對其進行了加以重點整改，解決方案如表3。

ID 可能原因 操作定義 測量結果是否根本原因是否需要改進X1 油封橡膠材料 對材料進行物理性能測試 OK NO NO X2 輸入軸尺寸不合格用千分尺檢測與油封配合處外圓尺寸 OK NO NO X3 輸入軸粗糙度不合格檢測儀上檢測油封配合處外圓粗糙度 OK NO NO X4 輸入軸硬度低 在硬度機上檢測洛氏 OK NO NO X5 油封唇口設計不合理對發生外泄漏的油封拆分檢查，看油封是否存在異常 NO YES YES X6裝配工裝無法保證不碰傷油封唇口檢測是否有劃傷油封現象（100臺） OK NO NO X7 裝配未按作業標準執行 評審裝配過程 OK NO NO X8 裝配清潔度差 用精密天平測定異物質量 OK NO NO

表3 輸入端漏油要因分析表

根據分析判斷并根據以往在漏油方面積累的經驗，詳細制定了以下整改措施：

1 ）改進防塵蓋結構，提高防泥水腐蝕能力

整改措施分析：由于各車況使用環境不同，在泥水較多路段行駛時，泥水進入油封外部，腐蝕和磨粒磨損，導致轉向軸產生溝痕，密封失效。

2 ）重新設計油封，增加防塵唇口，提高防泥水能力

整改措施分析：由于油封安裝配合尺寸限制，目前為單唇口，防塵效果不理想。由單唇口改為雙唇口設計，加強密封效果。

4 實際效果與結論

通過整改措施的實施，對改進效果進行了跟蹤驗證：

1 ）改進后的油封和防塵蓋通過泥水試驗及臺架可靠性試驗，效果顯著。樣件通過江鈴公司試裝確認，目前已經批量切換，用戶反映較好；

2 ）改進后的油封和防塵蓋結構產品， 裝配600件發其他主機廠驗證，效果良好。

3 ）到目前為止，改進后的產品未收到客戶輸入端漏油反饋。

通過對此次問題的跟蹤整改，不但解決了此次輸入端漏油的故障，給客戶一個滿意答復，同時增加了公司在治理漏油故障方面的經驗，加強了售后服務方面能力。

[1]陳劍.汽車動力轉向器性能測試系統的研究[D].碩士學位論文.吉林大學，2007：41-45.

[2]QC/T530汽車動力轉向器總成技術條件[S].國家機械工業局，2000：2-5.

[3]呂振清.對汽車轉向參數匹配的探討[J].遼寧師專學報，2005(7)：9-12.

TU46

A

1674-6708（2012）59-0108-02

祁麗華，工程師，研究方向：汽車轉向器性能研究