汽车助力转向系统异响问题分析

汽车助力转向系统异响问题分析

张雷

安徽江淮汽车集团股份有限公司 安徽合肥 236001

摘 要：在汽车的底盘结构中，助力转向系统是非常重要的组成部分，现如今，随着汽车制造技术的不断发展，以往的机械转向系统已经逐渐被助力转向系统替代。不过在汽车的运行中，可能会存在转向系统异响问题，使用户产生恐慌，因此，需要对异响问题进行有效的分析，判断出异响出现的部位和原因，进而良好维护。

关键词：异响；汽车；助力转向系统

转向系统属于汽车底盘中的构成部分，现如今汽车制造技术的快速发展以及人们对驾驶安全性、舒适性的较高要求，以往的机械转向系统已经逐渐被助力转向系统替代。目前转向系统应用较多的是电动助力转向、液压助力转向以及电子液压助力转向。其中电动助力转向系统的应用比例最大。汽车在运行过程中，可能会存在转向系统异响，引起用户恐慌从而导致客户抱怨，因此需要对其异响问题进行有效分析，进行良好的维护。

1.汽车助力转向系统异响问题的特征

电动助力转向系统的构成主要包含机械转向器、传动中间轴以及电动转向管柱。从有关的理论和实验中可以得知，导致转向异响最关键因素是部件间的连接，因此对异响问题的分析和解决需要先对中间传动连接部位进行分析。系统发生异响主要分为常规异响和助力异响，电动转向系统在没有工作的状态下，出现的机械异响就是常规异响，通常是因为机械结构间隙而产生的。而在系统工作过程中出现的异响属于助力异响，需要先排除常规异响的因素，然后再进行深入分析。助力转向系统转向传动连接部位的重要结构如下图1。

图1 助力转向系统传动连接关键结构图

图中①是上转向轴，这一结构主要是从汽车整体的安全性能角度出发，使车辆在遇到撞击时能够得到保护，通常转向管柱设置为可溃缩式，这样转向系统遇到轴向的压缩时，方向盘会向下移动，这样可以保护驾驶人员。图中②是蜗轮蜗杆结构，主要是用于减速的装置，对减速扭矩和电机扭矩方向进行转变，通常使用尼龙材料制作蜗轮连接部位，能够使系统有效的吸纳震动，降低设备的噪音。但是材料具有较差的耐磨性，因此在运行一定时间后，就容易使结构的间隙变大，从而使系统出现异响。图中的③④⑤⑥都是结构的重要连接点，③是管柱输出轴和节叉连接点，④是传动轴伸缩点，⑤是节叉和齿轮轴的连接点，⑥是齿轮齿条之间连接点。这些部位会经常受到拉力、推力的作用，如果存在较大的间隙，就容易出现异响。

2.异响问题的处理

2.1上转向轴

在结构设计时，主要是将上转向轴设置为轴向可滑动式，这样转向管柱能够实现溃缩，通过内外花键连接上下轴，转动时可以有效吸收传动扭矩轴的轴向位移。然而，由于受到上下轴内外花键设置参数、转向轴密封设置、质量控制等方面的影响，使得上下轴运行过程中容易出现异响。针对这种异响进行排除，主要使用到台架设备，具体来讲，首先在台架上固定管柱，固定好其输出轴，然后依据上下轴之间的转动频率、方向盘转动转向变化以及转向行程这几方面进行判断，通过视觉和听觉的感官感受上下轴之间有没有异响、响声频率有没有发生变化等，同时对方向盘的振动情况进行感受。在检测的过程中如果出现异响，且方向盘振动频率和响声的变化较大，就说明方向盘转向轴的连接处存在间隙，转向系统有异响。

2.2蜗轮蜗杆结构

蜗轮蜗杆结构在进行设计时，需要有效的控制蜗轮蜗杆在转动轴上的间隙，通常会使用无间隙补偿结构进行有效控制，这一部分出现异响最主要是因为蜗轮蜗杆在较大负荷下容易出现发热情况，受热以后尼龙材料的膨胀率存在差异，蜗轮蜗杆之间的间隙会降低，使得蜗轮蜗杆之间的滚动阻力会增大，使转向系统的转向性能受到影响，就容易出现异响。所以，在产品设计时，重要的是对间隙进行有效的控制，如果间隙过大，就容易出现异响，而过小就会对转向性能产生影响，汽车在运行一定的时间后，蜗轮蜗杆结构就会出现磨损，使设备间隙增大，因而出现异响。对这种异响进行排除，需要在台架上固定转向轴，和上转向轴异响检测的方式一样，然后对转向管柱工作过程中的电源电压和信号进行模拟，利用控制器对转动轴的工作情况进行检测，如果发现助力转向系统运行中出现异响，就说明蜗轮蜗杆结构出现异响。

2.3中间传动轴

这一部分的异响检测主要是对其结构进行分析，转动轴的组成部分有转向管柱输出轴和齿轮轴，相互之间通过具有两端节叉的三角花键进行连接，通过螺栓固定在转向整体中。该部分对转向性能产生影响的因素主要有各部件的参数设置，节叉和十字轴之间尺寸的衔接也会影响其性能，容易使转向轴出现异响。对这部分异响的检测首先是在台架上将管柱进行固定，同时也要固定一套不存在异响的管柱以便进行对比，将转向器按实车位置在试验台架上进行固定，并按照整车装配要求进行连接，对异响问题进行检测时，如果发现传动轴出现异响，且方向盘振动频率和响声都存在增大情况，就说明转向系统的电动轴转向存在故障问题。

2.4转向器齿轮齿条

这一部分构件主要是利用扭矩的转变使转向轴有了推拉力，齿轮齿条在进行啮合时，两者之间的距离会存在变化，汽车在运行一定的时间后，支撑弹簧会在耐久性方面产生变化，出现一定的形变，因而使得齿轮齿条之间的间隙发生变化，使助力转向系统发生异响。此外，转向器壳体支撑座内外径、齿条尺寸、O型圈耐久性等因素的影响，也会使转向器的性能发生变化，进而使得助力转向系统存在异响。该部分异响的排除主要是检测中间传动轴是不是存在异常，将中间传动轴的齿轮轴在台架上进行拆除，接着安装转向器检测，通过整车检测的方式检测齿轮齿条间隙，从而判断转向系统有没有出现异响。

结束语：

总而言之，在汽车的维护工作中，对助力转向系统异响问题的检测是比较普遍的问题，在进行处理时，主要是对转向系统连接部位的关键点进行异响排除，依照实际情况分析异响属于常规异响还是助力异响，进而精准的确定异响问题的部位。

参考文献：

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