汽車動力轉(zhuǎn)向器試驗及分析研究

——哈飛汽車轉(zhuǎn)向器有限責(zé)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(jù)循環(huán)球式液壓動力轉(zhuǎn)向器道路試驗反饋：CA1061K28L3車存在向左轉(zhuǎn)向正常、向右轉(zhuǎn)向沉重等質(zhì)量問題，要求查找故障原因。本次動力轉(zhuǎn)向器試驗分析內(nèi)容分以下幾步完成：

（1）試驗任務(wù)來源：20111108；

（2）試驗樣品照片及參數(shù)；

（3）試驗結(jié)果與拆檢；

（4）試驗分析。

一、試驗檢驗

根據(jù)故障現(xiàn)象，在試驗臺上先用手旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)向器輸入軸，感覺到向左轉(zhuǎn)向正常，向右轉(zhuǎn)向沉重，做轉(zhuǎn)向力、內(nèi)泄漏特性試驗。試驗結(jié)果見表1，試驗曲線見圖1

表1 試驗結(jié)果

二、試驗樣品拆檢

對試驗樣品進行拆檢，發(fā)現(xiàn)樣品輸入端蓋內(nèi)有一道密封環(huán)出現(xiàn)嚴重損壞，其他兩道密封環(huán)正常，如圖3、4所示。

三、試驗檢驗分析

從轉(zhuǎn)向力特性和內(nèi)泄漏試驗結(jié)果看，向左轉(zhuǎn)向時，動力轉(zhuǎn)向器最大工作壓力（13.23MPa）和內(nèi)泄漏量（0.5L/min）均滿足產(chǎn)品圖樣和標(biāo)準(zhǔn)的要求；但是在向右轉(zhuǎn)向時，動力轉(zhuǎn)向器最大工作壓力僅為4.11MPa，遠遠低于產(chǎn)品圖樣中最大工作壓力13MPa的要求。 內(nèi)泄漏量達到10.1L/min,遠遠大于試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的≤2.7L/min的要求。

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

四、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向部件與系統(tǒng)的匹配工作經(jīng)驗豐富，能夠根據(jù)整車的參數(shù)合理地選擇轉(zhuǎn)向部件與系統(tǒng)。對每種轉(zhuǎn)向部件與系統(tǒng)匹配參數(shù)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(zhuǎn)向力特性曲線是根據(jù)整車參數(shù)與使用工況模擬出來的一條曲線，這條曲線基本反映了轉(zhuǎn)向過程，是設(shè)計出來的，而試驗出來的特性曲線應(yīng)該落在設(shè)計曲線的公差內(nèi)，應(yīng)是檢驗產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)。轉(zhuǎn)向力特性曲線，通常在動力轉(zhuǎn)向器試驗臺（靜態(tài)下）測得。如果測得轉(zhuǎn)向力特性曲線與整車希望得到的轉(zhuǎn)向力特性曲線走向一致，并能適應(yīng)變化的非線性載荷，說明該轉(zhuǎn)向力特性曲線可以滿足整車的使用要求。由此可以證明轉(zhuǎn)向力特性試驗曲線的重要性。同時轉(zhuǎn)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(shù)，如力的不靈敏區(qū)、回正能力、力矩大小、摩擦阻力等等。

五、試驗方法

從轉(zhuǎn)向方面發(fā)展看，試驗方法大致可分為三種：一種是靜態(tài)試驗方法；另一種是動態(tài)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?zāi)康?。因此要深入研究，隨時應(yīng)對一些來自設(shè)計、路試、用戶等各方面不同要求的試驗內(nèi)容，除專用設(shè)備外，采用搭建試驗臺快捷方式，解決和處理轉(zhuǎn)向方面出現(xiàn)的問題。

動力轉(zhuǎn)向的油溫是一個關(guān)鍵參數(shù)，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(tài)試驗方法

首先談一下靜態(tài)試驗方法，我們通常認為靜態(tài)試驗時，試驗條件單一，即一種轉(zhuǎn)速或一種位移，整個試驗在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和試驗規(guī)范下進行。動力轉(zhuǎn)向部件各總成在標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的試驗項目多數(shù)屬于靜態(tài)試驗。靜態(tài)試驗的目的主要考察制造質(zhì)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(dǎo)和修正工藝上的錯誤。

國內(nèi)轉(zhuǎn)向行業(yè)已開始轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗的研究和實施，旨在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各部件總成之間滿足整車的匹配試驗，對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各部件總成特性設(shè)計提出設(shè)計目標(biāo)。

2、動態(tài)試驗方法

再談一下動態(tài)試驗方法，動態(tài)試驗的目的主要考查轉(zhuǎn)向部件與系統(tǒng)在設(shè)計上的缺陷和不足。其方法與靜態(tài)試驗大不相同，存在差異很大，主要是瞬時響應(yīng)問題，汽車轉(zhuǎn)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(tài)試驗應(yīng)著重注意這一點。其試驗?zāi)康闹饕疾槠囖D(zhuǎn)向部件與系統(tǒng)的工作頻率特性，考查其工作頻率特性指標(biāo)是否落在理想的工作頻率特性范圍內(nèi)。如果工作頻率特性指標(biāo)不在理想的工作頻率特性范圍內(nèi)，則方向盤輸入的指令在輸出端發(fā)生畸變，直接影響汽車的轉(zhuǎn)向特性。因此，如果能力相當(dāng)，具有一定寬頻帶范圍的轉(zhuǎn)向部件與系統(tǒng)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(zhuǎn)向部件與系統(tǒng)在整車上的使用效果。主要試驗項目如下：

（1）汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原地轉(zhuǎn)向試驗；

（2）汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動比測定；

（3）汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動間隙測定；

（4）汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)靜扭轉(zhuǎn)試驗；

（5）汽車定園試驗；

（6）汽車“8”字試驗；

（7）汽車轉(zhuǎn)向階躍試驗；

（8）汽車轉(zhuǎn)向脈沖試驗。