汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)標準要求及試驗探討

楊俊華

（重慶車輛檢測研究院有限公司國家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，重慶 401122）

引言

GB 7258-2017《機動車安全運行技術(shù)條件》也對轉(zhuǎn)向系做了明確要求。

用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對汽車的行駛安全至關重要，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車安全必須要重視的系統(tǒng)。

1　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相關標準體系

鑒于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要性，國內(nèi)外都對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)做了相關規(guī)定。我國于1999年制定了GB 17675-1999《汽車轉(zhuǎn)向系 基本要求》，該標準等效采用 70/311/EEC《各成員國關于汽車及其掛車轉(zhuǎn)向機構(gòu)的協(xié)議》，只是按中國標準編寫習慣，將試驗條件的內(nèi)容分列出來，并增加了“機動動作時間”定義。

2　標準中對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本要求

GB 17675-1999對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)做了明確規(guī)定。要求分基本要求和轉(zhuǎn)向力和響應時間要求。基本要求為：方向盤必須左置，不得單獨以后輪做為轉(zhuǎn)向車輪，不得裝用全動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)，轉(zhuǎn)向時車輪的偏轉(zhuǎn)必須是漸進的，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須保證駕駛員在正常駕駛操作位置上能方便、準確操作，在任何操作位置上不得與其他零部件干涉，汽車轉(zhuǎn)向車輪應有自動回正能力，以保持汽車穩(wěn)定的直線行駛。當汽車前行向左或向右轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)向盤向左或向右的回轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力不得有顯著差異；另外還對助力轉(zhuǎn)向做了特殊規(guī)定，轉(zhuǎn)向軸最大設計軸荷大于4000kg時，應采用轉(zhuǎn)向助力裝置；裝有轉(zhuǎn)向助力裝置的機動車，行駛時其助力功能不允許出現(xiàn)時有時無現(xiàn)象；當轉(zhuǎn)向助力裝置失效時，仍應具有用方向盤控制機動車的能力；裝有電動轉(zhuǎn)向助力裝置的汽車，行駛時應保證轉(zhuǎn)向助力裝置的電能供應。

GB 17675-1999對轉(zhuǎn)向力和響應時間要求為：以10km/h車速、24m轉(zhuǎn)彎直徑前行轉(zhuǎn)彎時，不帶助力時轉(zhuǎn)向力應小于245N，帶助力轉(zhuǎn)向但助力轉(zhuǎn)向失效時，其轉(zhuǎn)向力應小于588N。機動動作時間正常情況下不得大于4s，帶助力轉(zhuǎn)向但助力轉(zhuǎn)向失效時不得大于6s。

GB 7258-2017對轉(zhuǎn)向系的要求大致與GB 17675-1999相同，但轉(zhuǎn)向力和響應時間的要求略有差異，其要求為：機動車在平坦、硬實、干燥和清潔的水泥或瀝青道路上行駛，以10 km/h的速度在5s之內(nèi)沿螺旋線從直線行駛過渡到外圓直徑為 25m的車輛通道圓行駛，施加于方向盤外緣的最大切向力應小于等于 245 N。從要求中可以看出，GB 17675-1999對轉(zhuǎn)向力和響應時間的要求更為詳細，更嚴格。

3　轉(zhuǎn)向試驗

3.1　由于轉(zhuǎn)向系的基本要求大多數(shù)為檢查性項目

也較簡單，因此本文重點介紹轉(zhuǎn)向力和響應時間的試驗。

試驗設備由轉(zhuǎn)向力設備和車速測量設備共同組成，重慶車輛檢測研究院采用的是轉(zhuǎn)向參數(shù)測試儀和車輛綜合性能測試儀，見圖1。

圖1　

3.2　測試方法

3.2.1車輛準備

裝載到廠定最大總質(zhì)量，輪胎氣壓和軸荷分布符合制造廠要求；設備連接，連接好轉(zhuǎn)向參數(shù)測量儀和車輛綜合性能測試儀。場地要求：為平坦干燥的水平硬路面，目前重慶車輛檢測研究院的強檢試驗場有場地直徑 300m，路面附著系數(shù)大于0.92，車輛進入方向的縱向坡度小于千分之五，橫向坡度為零的動態(tài)廣場，完全能滿足試驗場地要求。

3.2.2試驗步驟

第一步：在場地中畫出直徑為24米的圓。

第二步：從左右兩個方向找出當車輛以24米圓軌跡行駛時對應的轉(zhuǎn)角，并做好標記，可用膠帶或彩筆等在轉(zhuǎn)向參數(shù)儀設備用的轉(zhuǎn)向盤和儀表板上做好對應標記。此步驟至關重要，當找出對應的轉(zhuǎn)角后，測量轉(zhuǎn)向力時可不用在24米直徑圓內(nèi)進行，只需要將方向盤打到固定轉(zhuǎn)角即可。

第三步：以 10km/h的速度勻速行駛，試驗員與駕駛員溝通好可進行試驗后，試驗員在 VBOX軟件中點下開始按鈕，設備開始記錄數(shù)據(jù)；然后駕駛員在適當位置，立刻向左（右）打方向盤至之間的標記處，然后穩(wěn)定好方向盤轉(zhuǎn)角，繼續(xù)行駛5s左右，試驗員結(jié)束該次試驗，保存好試驗數(shù)據(jù)；同一方向可做試驗兩三次；車輛在另外一個方向重復上述試驗。

3.2.3數(shù)據(jù)處理

試驗結(jié)束后，調(diào)取設備中的數(shù)據(jù)進行分析，看是否滿足標準要求，見圖2。

圖2　

若車輛帶助力轉(zhuǎn)向，將助力轉(zhuǎn)向失效后，重復以上試驗。

4　轉(zhuǎn)向試驗中有關問題探討

4.1　轉(zhuǎn)向試驗時轉(zhuǎn)向圓大小的探討

從GB 17675-1999要求看出，車輛要圍繞24米直徑圓做圓周運動，但標準中并沒有明確是外圓還是內(nèi)圓，很顯然沿外圓運動時車輛需要轉(zhuǎn)動的角度更大，需要的時間更長，轉(zhuǎn)向力更大。而GB 7258-2017則明確了沿螺旋線從直線行駛過渡到外圓直徑為 25m的車輛通道圓行駛。在與國內(nèi)外認證機構(gòu)交流過程中，也一致認為在法規(guī)試驗中，一般按照外圓做轉(zhuǎn)向運動，以更嚴格的考核轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

4.2　轉(zhuǎn)向助力失效模擬方法探討

GB 17675-1999標準中對轉(zhuǎn)向助力失效時轉(zhuǎn)向力和響應時間都做了明確要求。主要目的是為了考核車輛的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，轉(zhuǎn)向力和響應時間能否滿足車輛的行駛要求，以確保生命和財產(chǎn)安全。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力失效可采用拆除助力轉(zhuǎn)向器的方法實現(xiàn)，但是這種方法實現(xiàn)起來比較麻煩，耗費時間長。通常在試驗過程中采用關閉點火開關的方式進行試驗。即在車速大約在12km/h-15km/h時關閉點火開關，此時車速會下降，在車速下降至10km/h-11km/h時迅速轉(zhuǎn)動方向盤至指定角度，記錄下響應時間和轉(zhuǎn)向力。這種關閉點火開關模擬失效的方法操作簡單、方便，可有效節(jié)約試驗時間。但當測量結(jié)果在限值邊緣時，則需進一步進行更嚴謹?shù)氖г囼灒_保測量結(jié)果的準確性。

4.3　響應時間及轉(zhuǎn)向力測量方法探討

在上述的試驗步驟中介紹了具體的步驟，其實這里有一個問題需要說明，也是早期試驗時經(jīng)常出現(xiàn)的一個現(xiàn)象。就是在測量響應時間和轉(zhuǎn)向力時，我們只需要把車輛轉(zhuǎn)到之前標記好的角度就可以了，而不是把車輛轉(zhuǎn)到之前畫好的24m直徑圓中，這兩者差別極大。如果在測量響應時間和轉(zhuǎn)向力時把車輛轉(zhuǎn)到畫好的固定圓中，這對駕駛員的要求很高，需要重復試驗多次才能滿足要求；而如果不轉(zhuǎn)到固定的圓中，只轉(zhuǎn)到固定的轉(zhuǎn)角則較容易實現(xiàn)，大大減輕了試驗難度并節(jié)約了試驗時間。

5　結(jié)束語

響應時間和轉(zhuǎn)向力是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗時兩個重要的指標。本文提出的響應時間和轉(zhuǎn)向力試驗過程中轉(zhuǎn)向圓大小的確定、助力轉(zhuǎn)向失效的模擬方法、響應時間及轉(zhuǎn)向力測量方法探討，可供試驗人員在試驗過程中作為參考。

[1] GB 17675-1999《汽車轉(zhuǎn)向器基本要求》[S].

[2] GB 7258-2017《機動車安全運行技術(shù)條件》[S].

[3] 70/311/EEC COUNCIL DIRECTIVE of 8 June 1970 on the approxi-mation of the laws of the Member States relating to the steering equipment for motor vehicles and their trailers.