汽車動力轉向器試驗及分析研究

——哈飛汽車轉向器有限責任公司 張宇飛

According to feedbacks on road test of the loop ball type hydraulic power steering, there are quality problems of turning existed in the CA1061K28L3 auto, heavy sense of steering at right turn, but normal at left turn. The steering is analytically researched and tested, and causes for the faults are found.

根據循環球式液壓動力轉向器道路試驗反饋：CA1061K28L3車存在向左轉向正常、向右轉向沉重等質量問題，要求查找故障原因。本次動力轉向器試驗分析內容分以下幾步完成：

（1）試驗任務來源：20111108；

（2）試驗樣品照片及參數；

（3）試驗結果與拆檢；

（4）試驗分析。

一、試驗檢驗

根據故障現象，在試驗臺上先用手旋轉動力轉向器輸入軸，感覺到向左轉向正常，向右轉向沉重，做轉向力、內泄漏特性試驗。試驗結果見表1，試驗曲線見圖1

表1 試驗結果

二、試驗樣品拆檢

對試驗樣品進行拆檢，發現樣品輸入端蓋內有一道密封環出現嚴重損壞，其他兩道密封環正常，如圖3、4所示。

三、試驗檢驗分析

從轉向力特性和內泄漏試驗結果看，向左轉向時，動力轉向器最大工作壓力（13.23MPa）和內泄漏量（0.5L/min）均滿足產品圖樣和標準的要求；但是在向右轉向時，動力轉向器最大工作壓力僅為4.11MPa，遠遠低于產品圖樣中最大工作壓力13MPa的要求。 內泄漏量達到10.1L/min,遠遠大于試驗標準規定的≤2.7L/min的要求。

說明動力轉向器向右轉向高低壓腔之間密封件損壞，內泄漏量增大，形成不了助力，故向右轉向沉重。從樣品拆檢結果看，輸入端蓋內有一道密封環出現嚴重損壞。將這一質量問題反饋到制造工藝部門加以解決。

四、轉向力特性試驗曲線的重要性

從國外的一些資料和接觸來看，國外公司對轉向部件與系統的匹配工作經驗豐富，能夠根據整車的參數合理地選擇轉向部件與系統。對每種轉向部件與系統匹配參數的來龍去脈非常清楚，由此可以看出國外在這方面已做大量的試驗研究工作。比如轉向力特性曲線是根據整車參數與使用工況模擬出來的一條曲線，這條曲線基本反映了轉向過程，是設計出來的，而試驗出來的特性曲線應該落在設計曲線的公差內，應是檢驗產品質量的依據。轉向力特性曲線，通常在動力轉向器試驗臺（靜態下）測得。如果測得轉向力特性曲線與整車希望得到的轉向力特性曲線走向一致，并能適應變化的非線性載荷，說明該轉向力特性曲線可以滿足整車的使用要求。由此可以證明轉向力特性試驗曲線的重要性。同時轉向力特性曲線的特性是否符合要求，也可以從試驗曲線上找出所需的一些參數，如力的不靈敏區、回正能力、力矩大小、摩擦阻力等等。

五、試驗方法

從轉向方面發展看，試驗方法大致可分為三種：一種是靜態試驗方法；另一種是動態試驗方法；第三種道路試驗方法。這三種試驗方法截然不同，各有各的試驗目的。因此要深入研究，隨時應對一些來自設計、路試、用戶等各方面不同要求的試驗內容，除專用設備外，采用搭建試驗臺快捷方式，解決和處理轉向方面出現的問題。

動力轉向的油溫是一個關鍵參數，因此在試驗方法中著重考慮，盡量使試驗油溫接近道路使用油溫。

1、靜態試驗方法

首先談一下靜態試驗方法，我們通常認為靜態試驗時，試驗條件單一，即一種轉速或一種位移，整個試驗在相應標準和試驗規范下進行。動力轉向部件各總成在標準上規定的試驗項目多數屬于靜態試驗。靜態試驗的目的主要考察制造質量，通過不同的試驗方法去度量各種方式的摩擦損失，通過對比的方式來驗證制造水平，通過反饋的信息去指導和修正工藝上的錯誤。

國內轉向行業已開始轉向系統試驗的研究和實施，旨在轉向系統各部件總成之間滿足整車的匹配試驗，對轉向系統各部件總成特性設計提出設計目標。

2、動態試驗方法

再談一下動態試驗方法，動態試驗的目的主要考查轉向部件與系統在設計上的缺陷和不足。其方法與靜態試驗大不相同，存在差異很大，主要是瞬時響應問題，汽車轉向時克服的載荷不是單一的載荷，而是多種外力合成的載荷，因此動態試驗應著重注意這一點。其試驗目的主要考查汽車轉向部件與系統的工作頻率特性，考查其工作頻率特性指標是否落在理想的工作頻率特性范圍內。如果工作頻率特性指標不在理想的工作頻率特性范圍內，則方向盤輸入的指令在輸出端發生畸變，直接影響汽車的轉向特性。因此，如果能力相當，具有一定寬頻帶范圍的轉向部件與系統足可以滿足汽車使用要求。

3、道路試驗方法

再談一下道路試驗方法，道路試驗的目的主要考查轉向部件與系統在整車上的使用效果。主要試驗項目如下：

（1）汽車轉向系統原地轉向試驗；

（2）汽車轉向系統角傳動比測定；

（3）汽車轉向系統傳動間隙測定；

（4）汽車轉向系統靜扭轉試驗；

（5）汽車定園試驗；

（6）汽車“8”字試驗；

（7）汽車轉向階躍試驗；

（8）汽車轉向脈沖試驗。