现代汽车转向系Word格式.docx
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1988年世界开始实用化的电动式动力转向器，自从在小型汽车上被采用以来，使用量日益增加。
同时，从节省燃料考虑，小型汽车以上的轿车装用这种转向器的需求也越来越多。
图1—1循环球式转向系统基本构造
随着时代的发展，各种类型的转向器相继被开发研制出来，按类型式可分为：
从实际性能方面看，目前生产厂家主要生产循环球式和齿轮齿条式两种型式的转向器
图1—2转向器的分类
图1—3轿车转向器形式采用比例
图1—4轿车动力转向器装车比例的变化曲线
图1—5转向器的形式及采用状况
1.3对转向装置的要求
转向装置具有左右汽车风格的重要作用，因此要想保证汽车具有各自不同的风格，就必须选用相应不同的转向装置，一般的有以下几点要求：
1.3.1一般要求
1）外形尺寸小、重量轻、结构简单
转向器安装的部位极为有限，装卸非常困难，因此尽量缩小转向机的外形尺寸，同时从节省燃料的角度看，也应尽可能降低转向器的重量。
2）转向操作方便，并且在高速行驶状态下具备良好的稳定性
操纵转向时，感觉要平滑流畅，转向装置处于中立位置附近时，必须具有稳固的手感和良好的稳定性。
3）安全、牢固
转向器作为安全法规要求的重要部件，一定要保证它的安全性，并且要求保证在长期的使用过程中安全牢靠。
4）具有使用寿命长、可靠性高的特点
即使是在恶劣的条件下长期使用，也应该经常保持良好的可靠性。
5）运行时具备良好的静音性能
操纵过程中响声及噪音都应在最低程度。
6）在不同使用条件下，应能稳定地发挥其性能
在低温—40℃至高温+120℃的范围内，转向器的操纵性能不应有较大的变化，必须有稳定的性能。
转向系统设计时应满足下述基本要求：
a）汽车行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑；
b）汽车转向行驶后，在驾驶员松开方向盘的条件下，转向轮能自动回到直线行驶位置，并稳定行驶；
c）汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振；
d）悬架导向装置和转向传动机构同时工作时，由于运动不协调产生的车轮摆动应最小；
e）保证汽车有较高的机动性并具有迅速和小转弯行驶能力；
f）操纵轻便；
g）转向轮碰撞到障碍物后，传给转向盘的反冲应尽可能的小；
h）转向器和转向传动机构的球头处，应设有消除因磨损而产生间隙的调整机构；
i）在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的装置；
j）转向轮与转向盘转向方向应一致。
1.3.2技术发展以及最新技术动向
随着社会汽车化的发展，驾驶员对汽车的要求每年都会有新的变化，驾驶员不仅仅需要操纵省力，近年来对车速控制、4WS等，从整车上对安全性能方面的要求，都成为驾驶员对汽车评价的重要内容。
表1—1是转向系发展思路及技术方面的发展情况。
表1—1转向系技术发展状况
驾驶员要求车辆设计要求
——节能
——设计自由度大
——高可靠性——体积小重量轻
——高速行驶稳定性——低噪音、振动小
——轻便的转向操作感觉——维修、保养方便
——可选择适合自己的转向操作感觉
高性能的
转向器
——零件的通用化
——质量稳定
——容易安装
——加工简单
——成本低
制造上的要求
表1—1a
表1—1b
表1—1c
技术发展方向
✧随着动力转向器使用量的进一步增加，进行转向装置的改进。
✧采用适合其目的的转向装置
✧减轻重量、提高经济性
●机械型……进一步推广齿轮齿条转向器
节能型……电动型转向器（500—1000cc）
按泵速调节流量（感应车速、发动机转速）
液压油分流方式
廉价型……车速响应
动力型
动力缸控制方式
机械式车速响应型转向扭矩控制
油压反作用力控制方式（车速响应）
高性能型……
4WS
1.4转向系相关标准
汽车作为一个特殊商品，它直接关系到人们的生命健康，为宏观控制汽车产品性能和质量，各国均制定了相关的标准进行控制，它们包括国家标准、行业标准和企业标准。
汽车标准又分为强制性标准和推荐性标准。
表1—2转向系统的相关标准：
表1—2转向系统的相关标准
序号
标准号
标准名
强检及适用车型
备注
M1
M2
M3
N1
N2
N3
O1
O2
O3
1
GB/13604-92
汽车转向球接头尺寸
2
GB/T6323.2-94
汽车操纵稳定性试验方法转向瞬态响应试验（转向盘转角阶跃输入）
3
GB/T6323.3-94
汽车操纵稳定性试验方法转向瞬态响应试验（转向盘转角脉冲输入）
4
GB/T6323.4-94
汽车操纵稳定性试验方法转向回正性能试验
5
GB/T6323.5-94
汽车操纵稳定性试验方法转向轻便性试验
6
GB11557-1998
防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定
√
适用短头及平头以外的M1类车
7
GB17353-1998
摩托车和轻便摩托车转向锁止防盗装置
8
GB17509-1998
汽车和挂车转向信号灯配光性能
9
GB17675-1999
汽车转向系基本要求
10
GB5911-86
转向盘尺寸
11
JB3740-84
汽车转向拉杆总成技术条件
12
JB3784-84
汽车液压转向加力装置及动力转向器总成台架试验方法
13
JB3785-84
汽车液压转向加力装置及动力转向器总成技术条件
14
JB3979-85
汽车转向盘试验方法
15
QC/T218-1996
汽车用转向管柱上组合开关技术条件
16
QC/T234-1997
摩托车和轻便摩托车转向轴承技术条件
17
QC/T251-1998
矿用自卸汽车应急转向性能要求
18
QC/T29028-91
汽车用带点火开关的转向锁性能试验方法
19
QC/T29029-91
汽车用带点火开关的转向锁技术条件
20
QC/T29049-92
汽车动力转向油泵质量分等
21
QC/T29096-92
汽车转向器总成台架试验方法
22
QC/T29097-92
汽车转向器总成技术条件
23
QC/T29098-92
汽车转向器总成质量分等
24
QC/T76.7-93
矿用自卸汽车试验方法应急转向能力试验
25
GB/T12540-90
汽车最小转弯直径测定方法
1.5转向系相关零部件试验汇总表
汽车零部件试验包括面很广，本汽车零部件试验汇总表并不能包括汽车的所有零件试验。
本表主要依据现在执行的国家标准和行业标准，个别参考了一点国外标准。
表1—3转向系统的相关试验方法及引用标准
零部件名称
试验项目
试验设备
试验方法
测定参数
评价指标
引用标准
1．转向器
性
能
试
验
1）输入轴
全转角试验
转向器
性能试验
装置
旋转输入轴，从一极端位置至另一极端位置
测总圈数
2）传动比
特性
①角传动
比特性的测
定
②线角传
动比的测定
①角传动比特性的测定
驱动输入轴，测出输入轴转角和转向摇臂相应转角，取其增量
测定范围：
不小于输入轴全转角的90％
测定点间隔：
输入轴转角增量不大于45’；
变速比转向器输入轴转角不大于18’
输入轴转角测量误差不大于10’，转向摇臂轴转角误差不大于1．5’
②线角传动比的测定
驱动输入轴，测输入轴转角和齿条相应的位移，取其增量。
其他要求同①
①角传动比
②线角传动
比
传动比及输入轴全转角应符合设计要求
3）啮合间
隙特性的测
测定范围不小于输入轴全转角的90％
输入轴每转一定角度后，使之固定；
在转向摇避轴上施正反10N·
m转距，或在齿条上施加正反400N的力，测转向摇臂轴相应的转角，或齿条相应的位移
转向器在输入轴全转角范围内，
其转动间隙特性应符合设计要求
QC／T29096--92
QC／T29097---92
4）传动效
率特性
驱动转向轴，在转向摇臂轴上加载荷，测转向轴输入转矩W1和转向摇臂轴的输出转矩M2。
反之，驱动转向摇臂轴，在转向轴上加载荷，测摇臂轴输入转矩M1和转向轴输出转矩W2
计算公式见
标准
蜗杆滚轮式
≥45%
循环球式≥70%≥50%
蜗杆指销式≥75%≥60%
齿轮齿条式
5）转动力
矩的测定
转向摇臂轴空载，转向轴转速不大于10r／rain，驱动
转向轴，测输入轴不同转角的转矩
当转向摇臂空载时，转向轴在中
间位置，转动力矩应符合设计要求
6）刚度的
测定
小扭角扭转刚度Gn测定：
固定转向摇臂，左转转向轴5º
回中，右转5°
回中，往复
两次，测转向角及相应转矩值
大扭角扭转刚度Gt测定：
固定转向摇臂，左转转向轴20°
回中，
右转20°
回中，往
复两次，测转角及相应转矩值
翻、Q计算
公式，测定条
件、方法，见标
准
Gn不得低于25N·
m／rad
Gt不得低于32N‘m／tad
对焊转向轴的转向器：
Gn不得低于20N·
Gt不得低于27N·
m／rd
试验项目
试验方法
测定参数
评价指标
引用标准
性
能
试
6）内泄
漏试验
7）外泄
同上
固定输出端于直线行驶位置，转向轴施加50N·
n1转矩，使转
向控制阀完全打开，装置承受最高工作压力状态，测高压腔向
低压腔的泄漏量，每腔做三次，测量时间不少于20s
油泄漏量，取
两个方向的平
均值
整体式动力转向和转
向加力器内泄漏量不超
过转向油泵流量的15％
半整体式动力转向器
泄漏量不超过转向油泵
流量的10％
验
同6）法，持续时间变为60s
油泄漏量
外泄漏不能成滴
8）回正
能力试验
油泵以发动机怠速时的油泵转速工作，输出端施加转矩，相
当最大输出转矩的8％，测转向盘从两个极端位置回到中间位
置的时间
从两个极端位置回到
中间位置的时间不得大
于10s
2．液
压转向
加力装
1）磨损
试验
转向油泵以发动机怠速时的油泵转速运转，使摇臂在中间行
驶位置时达到满载转向轴转速20-30r／min，转向轴转角不小
于总转角的90％
完成25000
个循环记录有
无外泄漏和异
常情况
试完后做功能和内泄
漏试验，发现损坏中断试
置及动
力转向
器总成
可
2）疲劳
固定转向轴，油泵以发动机怠速时油泵转速工作，在转向摇
臂和直拉杆连接处与转向摇臂中心线成90°
方向加脉动载荷，
该载荷为1．5倍最大输出力，频率100—150次／min
完成2500次
试完做功能试验，发现
损坏中断试验
罪
3）静扭
固定输出端，在转向盘上分别从两个方向加900N的力，做直
线及左、右极端三个位置
同2）
4）逆向
冲击试验
5）逆向
固定转向轴于直线位置，油泵以发动机怠速时的油泵转速运
转，落锤冲击方向与转向摇臂和直拉杆连接处成90°
，冲击力为
最大输出力的两倍，每个方向做三次
超载试验
^
-
同4）试验条件，载荷相当于最大输出力的三倍，输出轴花键
扭转变形大于4°
，此二条件出现其一，则停止试验
在载荷不超过最大输
出力三倍的情况下，输出
轴花键扭转变形不大于
4°
，其他部位不得损坏
靠
1）静扭
扭力机
或其他静
设备
固定转向器摇臂和转向器外壳，在转向轴上加转矩，检查零
部件损坏情况
测输入转矩随转角变
化的曲线
见标准
2）落锤
冲击试
验台
落锤质量50ks，摇臂或齿条水平放置，冲击末端，不断增加重锤高度直到破坏
见标准表2
1．转向器
疲
劳
疲劳寿命
试验台
蜗杆滚轮式、循环球式、蜗杆指销式转向器的摇臂轴上施加额定输出转矩
驱动输入轴经
次循环或驱动摇臂轴经
次循环
输出转矩大于1700N·
m时按1700N·
m计算。
驱动输入轴
左、右旋转自中间位置起各为180~，输入轴转速不大于30次循环／min，油温不超过60~C，允许每隔2．5万次检测一次，不许更换零件
逆向驱动摇臂轴的角度，自中间位置各100，其他要求同正驱动
零件不应损
坏，其间隙在可
调范围内
1）转向
器总圈数
按QC／T
529---1999
要求做试
测量转向盘从一个极限位置到另一个极限位置转过的总圈数，做三次
测总圈数，取平均数
必须符合设
计要求
2）自由
间隙测定
验装置
转向器直线行驶位置，固定输出端，转向油泵以发动机怠速转速运转，转动转向盘，测两个方向装置压力增加100Kpa时转向盘转过的角度
测转角取平均数
3）功能
转向油泵以发动机怠速运转，摇臂处于直线行驶位置，施加相当最大输出转矩1/3的阻力矩，手动检查转动转向盘的平滑与连续的感觉，并全程检查转向控制阀回位情况
QC／T529---1999
QC／T530---1999
4）转向
力特性试
输出轴固定在直线位置，转向油泵以发动机怠速时的油泵速运转，分别想两个方向转动转向盘，达到最高工作油压为止
输入转矩与油压关系
及相应曲线最大油压和
转矩
5）灵敏
度特性试
①分别测两个方向装
置最高工作油压时转角
②曲线的对称性
③测出不灵敏区大小
试验设备
1）外观
用肉眼直接观察，尺寸及变形量用卡尺或
直尺测量，观察数量不少于5个
评价项目：
光泽均匀性、裂纹、凸
起、凹陷、飞边毛刺、熔接痕、尺寸及骨架位置
QC／X563—1999
2）耐热试验
恒温箱，温度波动
不大于2℃
耐热90℃±
2℃，把转向盘置入，保持4h，
样品不少于6个
裂纹、变形、变色、气泡、粘手
3）耐寒试验
低温箱，温度波动
不大于2~E
耐寒—40℃±
2℃，把转向盘置人，保持
7h，样品不少于5个
4）冷热交变试
高、低温箱
见QC／T563—1999标准的表2及相应条件
’
3．转
向盘
5）耐溶剂试验
见QC／T563—1999标准的表3
溶胀、变色、裂纹、粘手
6）轴向力试验
试验装置按标准
要求
有整体和一点加载两种，加载时间20min，
测其永久变形量，样品3件
计算参数和公式见
QC／T563—1999
7）转向扭力试
试验装置按标准要
求
沿转向盘外缘切向加力，加载时间20min，
测轮辐距轮心4／5处的永久变形量
QC／T563--1999
8）表面硬度
橡胶硬度计
见QC／T563--1999标
准的表3
GB513--76
GB513--76
9）摩擦试验
见QC／X563—1999标准的表4
检验轮缘耐磨性和染
色牢度
QC／T563--1999
10）老化试验
辐射量837kj以上，15~E以上，曝晒20个
月，按Qc／x563—1999标准的表5记录
裂纹、变形、斑点剥落、
粉化等
可靠性试验
按Qc／x529--1999标准执行
QC／T529--1999
1）控制阀油
压灵敏度特性
按QC／T306--
1999要求做试验设
备并应满足测试精
度要求
缓慢平稳地驱动控制阀运动（相当于
转向盘转角速度lOº
／s以下），使两侧油
压分别达到最大值，记录控制阀的位移
S或转向盘转角Ø
和工作油压P的关系
曲线
不灵敏区转角
（º
）或
位移So（mm），满压转角
"
（º
）或位移
（mm），
最大工作油压尸，
（mPa），对称性
，绘制
灵敏曲线·
最大油压、满压时阀芯
位移（或转角）均应符合设计要求。
控制阀曲线
对称性应大于0．85
4．动
力转向
控制阀
2）操纵特性
操作同1），控制阀的力（或转向盘的
转矩）和工作油压的关系
最大工作油压
（MPa），操纵力F（N）或
转矩M（N·
m），回正率
，路感强度E和对称性
，并绘制操纵力特性曲线
最大油压、最大工作油
压时操纵转矩、路感受强
度和压力降均应符合设
计要求，回正率大
升级会员 