齒輪齒條機械轉向器壞路異響問題解析

彭友一

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

齒輪齒條機械轉向器異響是車輛在使用過程中很常見的一種故障，隨著駕乘人員對整車NVH要求提高，轉向器異響問題越來越多的被客戶關注和抱怨。轉向器在壞路上行駛時的異響，容易受到其它異響源的干擾，其原因排查和方案驗證更為困難。

齒輪齒條式機械轉向器主要由齒輪、齒條、殼體組件、軸承、壓塊組件、預緊彈簧、調整螺塞等組成，如圖1所示。零件之間存在配合間隙、嚙合剛度、相對位移等特性，在受到外力沖擊時，轉向器子零件之間相互撞擊、摩擦等產生異響。轉向器的左/右端與轉向拉桿、轉向節剛性連接，一旦車輪受到路面沖擊，很容易將激勵傳遞到轉向器。正是這些結構特點，齒輪齒條機械轉向器壞路異響在行業內是普遍存在的。

2 齒輪齒條機械轉向器壞路異響來源及排查過程

圖1 齒輪齒條轉向器零件組成

在某項目的開發階段，試乘試駕車在鵝卵石路面行駛時，車輛前部有不規律沉悶的“咚咚”異響，且異響聲在駕駛員側最明顯，異響的主觀評價得分如表1，壞路主觀評價評分標準如表2所示，試乘試駕路況如圖2所示。

表1 試乘試駕車壞路主觀評價得分

表2 轉向器壞路異響主觀評價得分說明

圖2 試乘試駕路況

為了確認異響源，在異響車輛前部的轉向器殼體、轉向器調整螺塞、副車架及擺臂上布置加速度傳感器，同時用麥克風在車內駕駛員位置采集異響聲音，加速度傳感器的布置如圖3所示。

圖3 加速度傳感器的布置

通過車內麥克風采集的聲音判斷，在8.5-8.7s之間有異響，查看相應時間段內振動加速度傳感器的波形確認可疑異響發生時間，如圖4紅框所示。紅色曲線（方向機調整螺栓位置）相比于另外三條曲線，振幅較大且振動周期較短，略優先于其他位置開始振動，初步判斷轉向器壓塊為異響源。

3 齒輪齒條轉向器設計改進

更改壓塊O型圈與殼體、端面O型圈與壓塊過盈量及預緊彈簧力的轉向器樣件裝車確認異響表現，轉向器方案及壞路異響評價得分如表3所示。從實車評價結果看，方案四的改進效果最優，確定轉向器按方案四改進。

4 結語

通本次齒輪齒條機械轉向器壞路異響問題的改進，對后續的轉向器設計、壞路異響問題排查具有指導意義，同時提升齒輪齒條機械轉向器壞路異響的設計預防能力。

圖4 加速度傳感器測試曲線

表3 轉向器改制樣件方案及壞路主觀評價得分