转向系统测试方法

转向系统测试方法
1.转向系统机械结构部件的测试技术
汽车转向系统中有大量机械结构部件。

转向系统从驾驶员端到转向车轮末端，主要机械结构部件包括：转向操纵机构、转向器、转向传动机构。

本节分别总结上述机械结构部件的测试技术。

1.1转向操纵机构测试技术
转向操纵机构连接驾驶员与转向器，是转向盘到转向器之间所有零部件的总称，主要作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器，而在助力转向系统中，转向操纵机构通过附加不同种类的传感器将驾驶员转向意图信息（包括转矩及转角转速等信息）传递给电子控制器。

转向操纵机构从驾驶员端到转向器端主要包括转向盘、转向管柱（轴）和转向万向节等机械结构。

转向盘由轮缘、轮辐和轮辋组成。

转向盘通过轮毂的内花键与转向管柱（轴）连接。

目前国内关于转向盘的试验方法主要是试验标准QC/T 563-1999，主要试验项目包括外观、热性能、受力变形、表面硬度、摩擦试验以及老化试验等。

截至目前，在我国总计51次的转向系统召回中，转向盘缺陷的召回3次。

转向管柱总成包括转向管柱、万向节及转向轴等。

转向管柱总成上端与转向盘连接，下端与转向器连接。

转向管柱固定在车身上，支撑着转向盘，转向轴从转向管柱中穿过支撑在管柱内轴承和衬套上，万向节连接上下转向轴。

关于转向传动轴总成的性能试验方法有试验标准QC/T 649-2000，转向传动轴总成试验项目包括总成间隙试验、转动力矩试验、滑动花键的滑动启动力试验、静扭强度试验和扭转疲劳寿命试验等。

万向节连接上下转向轴。

关于转向传动轴总成的性能试验方法有试验标准QC/T 647-2000，转向万向节总成试验项目包括最大工作角试验、摆动力矩试验、转动方向间隙试验、万向节与轴的拔拉力试验、轴承的压出力试验等。

截至目前，在我国总计51次的转向系统召回中，转向管柱总成缺陷的召回8次，其中转向轴及管柱缺陷的召回4次，万向节缺陷的召回2次，转向传动轴缺陷的召回2次。

1.2转向器测试技术
转向器连接转向操纵机构和转向传动机构，是转向系统的减速传动装置，可改变驾驶员转向力的方向，将转向操纵机构传递的驾驶员转向扭矩变为推动转向传动机构的转向力。

目前汽车中常见的转向器有齿轮齿条式转向器、循环球式转向器和蜗杆曲柄指销式转向器等，关于非动力转向器总成的试验方法参见QC/T 29096-92，主要包括性能试验、强度试验和疲劳寿命试验等；液压助力转向器总成的试验方法参见QC/T 529-2000，主要包括性能试验和可靠性试验等。

截至目前，在我国总计51次的转向系统召回中，转向器缺陷的召回2次。

1.3转向传动机构测试技术
转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动
传给转向轮，使两侧转向轮偏转以实现汽车转向，并保证左右转向轮的偏转角按一定关系变化。

与非独立悬架配用的转向传动机构一般由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、两个梯形臂和转向横拉杆等组成。

各杆件之间都采用球形铰链连接，并设有防止松动、缓冲吸振、自动消除磨损后的间隙等结构。

当前桥仅为
转向桥时，由左、右梯形臂和转向横拉杆组成。

关于转向拉杆总成的试验方法参见QC/T 648-2000中规定，其试验项目主要有抗压和拉压疲劳试验。

转向拉杆接头总成的试验方法参见QC/T 304- 1999中规定，其试验项目主要有摆动力矩测定、旋转力矩测定、最大轴向位移量测定和耐久性试验。

转向拉杆球头销的试验方法参见QC/T 650-2000中规定，其试验项目是弯曲疲劳试验。

截至目前，在我国总计51次的转向系统召回中，转向传动机构缺陷的召回12次，其中转向节与转向臂缺陷的召回5次，转向球头缺陷的召回2次，转向横拉杆缺陷的召回4次，转向摇臂缺陷的召回1次。

2.转向系统液压助力装置的测试技术
液压助力转向系统中液压助力装置是加设在机械转向系统基础上的一套转向加力装置，它减轻了驾驶员操纵转向盘的作用力，主要由转向油泵、转向油管、转向油罐、转向控制阀及转向动力缸等组成。

转向油泵的试验方法可参见QC/T299-2000，其主要试验项目包括性能试验和可靠性试验。

转向油罐的试验方法可参见Q C/T303-1999。

转向控制阀总成的性能试验方法参见Q C/T306-1999，其试验项目主要包括控制阀油压灵敏度特性试验、控制阀操纵力特性试验、泄漏试验和控制阀压力降试验。

转向动力缸的试验方法参见QC/T302-1999中规定，其试验项目主要为全行程试验、耐压试验、最低启动压力试验、内泄露试验等。

截至目前，在我国总计51次的转向系统召回中，转向系统液压助力装置缺陷的
召回4次。

3.电动助力转向系统助力电机、控制器及传感器测试规范研究
近几年来汽车电动助力转向系统发展迅速，为了提高此类电动机产品的质量，研制开发出具有自主知识产权的产品，加强产品质量监督和管理，对汽车电动助力转向系统用电动机、控制器及传感器试验测试规范进行了总结。

3.1助力电机测试规范
电动助力转向系统中助力电机的主要试验项目包括性能试验、环境试验和可靠性试验。

其中性能试验主要测试电动机性能参数、电动机最高工作电压、机械特性、噪声、绝缘电阻和耐电压等，环境试验包括温度冲击试验、温度湿度循环试验、盐雾试验、防尘防水试验、电磁兼容试验等，可靠性试验主要包括耐久性试验、振动试验。

3.2 EPS控制器测试规范
电动助力转向系统中控制器的试验项目同样为性能试验、环境试验和可靠性试验。

其中性能试验包括功能试验、输入输出特性试验、助力电流特性试验、跌落试验以及连接器强度试验，环境试验同样为温度冲击试验、温度湿度循环试验、盐雾试验、防尘防水试验、电磁兼容试验，可靠性试验为磨损试验、逆驱动试验和振动试验等。

3.3 EPS转矩传感器测试规范
电动助力转向系统中传感器的试验项目也分为性能试验、环境试验和可靠性试验，其中性能试验主要测试独立线性度、信号对称度、绝缘性能和引出线抗拉强度等，环境试验也主要包括温度冲击试验、温度湿度循环试验、盐雾试验、防尘防水试验、电磁兼容试验，可靠性试验主要包括振动试验、冲击试验、跌落试验、过压保护、短路输出保护、耐久试验、老化试验等。

截至目前，在我国总计51次的转向系统召回中，电动助力转向系统（EPS）的召回10次。

4.转向系统测试技术与规范分析
目前，关于转向系统方面的测试技术与规范基本由各个组成部件的测试技术与规范构成。

这些测试技术和规范是转向系统开发、故障诊断和缺陷调查分析的基础。

但是目前，上述标准基本为汽车行业标准或推荐性标准，尤其是关于电动助力转向的标准尚未推出。

因此，上述测试技术和规范在汽车行业的影响极其有限，对行业的指导也较有限，尤其对汽车召回主管部门开展汽车转向系统缺陷调查和缺陷工程分析试验的支撑作用较弱。

通过本文的研究，系统地总结了与汽车转向系统测试技术与规范相关的标准。

通过总结可以发现，转向系统机械结构部件的测试技术与规范主要包括热性能试验、受力变形试验、结构强度试验和疲劳强度试验等，而液压助力装置和电子助力装置更关注性能试验、可靠性试验以及环境试验。

从截至目前我国汽车转向系统召回案例分析可以发现，机械机构部件、液压助力装置以及电子助力装置都存在缺陷，且
都通过召回的方式消除。

由于汽车转向系统重点发展方向是电子助力转向系统或者电液助力转向系统，液压助力装置以及电子助力装置的召回将会逐渐增加。

因此，召回主管部门应当重点关注这两个部件的测试技术与规范，并且建立起相关的缺陷工程分析试验能力。