【长安sc6390转向机批发】【原创首发】汽车转向器工作原理、生产工艺及问题解决案例

前言：分享专业知识，提高专业技能

转向系统简介：

车辆行驶方向系统控制

1)车辆行驶时，可以保持安全/轻松地改变方向

2)性能要求：安全性、快速反射性、轻便性。

齿轮齿条转向：靠小齿轮与齿条相啮合带动齿条左右直线运动，结构简单、路感传递直接。

循环球式转向：利用滚珠传递转向力，越野车及运货车上使用较多。

电动转向：主要靠ECU控制电机转动，通过电机及减速机构传递转向力，此结构已经成为当今主流，H2车型即为EPS。

转向系统组成：动力转向油泵、转向管柱、转向器总成、转向油管。

动力转向油泵：提供动力，转向系统产生油压。

转向管柱总成：传递方向盘力及转动方向。

转 向 器 总成：实现车轮左右转动。

当转动方向盘时，使阀套与输入轴之间阀槽间隙发生变化，从而使得流向两个工作腔的液压油形成油压差。该油压差作用在活塞上推动活塞克服转向阻力而产生位移，从而带动转向拉杆总成移动实现助力转向。此时齿条在液压缸往复直线运动，齿条两端护罩作伸缩运动，下面将重点介绍一下转阀的工作原理。

转向器要求

转向器要求分为：性能要求及质量要求

一、性能要求：

1、转向器型号及形式

2、转向力特性要求

3、转向灵敏度要求

4、内外泄漏要求

5、壳体与液压缸拉脱强度

6、耐腐蚀要求

二、质量要求：

1、转向器总成工艺要求

2、转向器工作环境要求

3、转向器出厂，输入轴处于中间直线形式位置。

转向机主要部件解析

转阀、齿条解析

转阀主要零部件分为：

输入轴、阀芯、阀套、扭杆、齿轮、密封环。

转阀、齿条解析

材料：40CrMo GB/T3078-1994

主要技术要求

1.齿形参数：模数1.75、齿轮齿数：9（右旋）、中心距16.1,、传动比：52.33.

2. 热处理：高频淬火。

3.无有害毛刺、飞边、打伤；

4.全面涂防锈油；

5.热处理后充分校直；

6.齿面光滑，无有害伤痕等；

扭杆

材料：50CrVA GB/T1222或SAE9254

主要技术要求

1.扭杆刚度；

2. 疲劳强度200万次疲劳试验。

3.扭杆金相组织和机械性能满足技术规范；

4.不允许有磕碰伤、飞边毛刺。

转阀工作原理

从泵流出的压力油，阀和输入轴的边部组成的缝隙敞开着（以后简称“开口”），压力油经左右两端开口部，由于此时液压缸左右两边对称， 两端压力相等，直接通过回 油路流入油箱，再到循环到泵，此中状态也是泵压力最小的状态 。由于此时液压缸左右两端的压力相等，因此不产生任何助力。

转向器轮右转时，从管拄部的回转力通过花键传向输入轴，但是，由于车轮的反力[回复力]，齿轮轴和输入轴之间产生一个相对的扭动。根据这个相位差，槽部的左右两端的开口也就产生了一个右>左的开口面积差，流量也变大，因为这个，液压缸内部产生了一个同时流入的流量差，同时对从左液压缸返回的油的回油侧开口面积也变大。此时活塞环左右两端的压力差上升，由于左右压力差产生了液压助力。

转阀性能解析

通过转阀控制转向器输出力矩，通过改变阀芯与阀套角度改变转向力，转向力分为三个区域：不灵敏区、低速行驶区、高速行驶区。

①流量对转向力的影响

当转向器内的转阀阀口全开状态下，转向泵给予转向器的流量未达到转向盘转速的要求时，会造成转向器活塞的随动运动滞后，转向力会增大。

②系统压力对转向力的影响

当转向泵空载流量足够，在由于泵内安全阀调整压力过低，在转向加载时，系统安全阀已局部开启，会造成泵的输出流量减小，也会使转向器活塞运动滞后转向力增大。

转向器扭杆参数对转向力的影响扭杆刚度会直接影响转向力大小，当扭杆刚度过大时，会使转向力增大

扭杆扭矩计算：

M＝πGd4θ×10－2/32L

M—— 转向轴扭矩 N•m

G —— 扭杆剪切弹性模量

G ＝8000kgf/mm2

d —— 扭杆直径 mm

L —— 扭杆计算长度 mm θ —— 扭杆两端相对转角 rad

壳体、拉杆、护罩

材料：ZL107 GB/T1173-1995

主要技术要求：

1.铸造方法压力铸造

2.铸造质量，有无气孔、砂眼、缩松等缺陷，内部≤Φ3mm，密封部位不允许有，表面≤ Φ1mm；

3.阀套配合部尺寸和粗糙度；

4.清除加工毛刺、飞边；

5.未注尺寸公差GB/T6414-1999 CT6；

6.进回油孔内部尺寸和空间位置满足客户要求。

壳体和缸筒结合强度试验

试验方法：将总成壳体端刚性固定，对缸筒施加不小于4倍转向器最大输出力的轴向拉力载荷。

内球头启动和摆动力矩：

a) 内球头启动力矩最大7 N•m；

b) 启动后摆动力矩2 N•m～6 N•m内；

c) 旋转力矩最大6 N•m。

内球头摆动耐久：

a) 内球头的内球节在直径方向的位移小于0.15 mm/980 N；

b) 内球头的内球节在轴向的位移小于0.10 mm/980 N。

内球接头磨损试验（内球头摆动耐久）

试验方法：横磨损试验采用的样件为刚度试验的上下极限样件。温度：80℃，试验力：±5.3kN，试验频率：f=1～3Hz，正弦，摆角：最大摆角的40%，f=1～3Hz，旋转角：±30°，f≤3Hz，循环次数：3×105，试验后进行弹性刚度测试。

合格标准：磨损试验前：在±3kN时允许的最大轴向位移为0.10mm；磨损试验后：在±3kN时允许的最大轴向位移为0.40mm 。

试验要求：

1、水浸试验

将转向器沉浸在1米深的水槽中转动100个循环，转向器防护套内无水进入；

2、气密性试验

对防护套内部充气，压力达29.4KPa时保持1min无空气泄露。对防护套内部抽气，压力为-29.41KPa时无空气吸入

3、耐久试验

拉杆最大摆角：±30°、行程：±71;

行程运动频率：压缩频率：1HZ，摆动频率：3HZ。

1)-40±3℃，5000行程；

2)76±3℃，45000行程;

3)127℃到135℃，62500行程，每样件回温度到-40±3℃重复上述步骤4次。

转向机调整机构

当转向机间隙调整后，调整机构可阻止齿条由于受到外来瞬间冲击影响而脱离齿条，保证齿轮齿条在整个传递过程中，始终处于啮合状态。我司转向器啮合间隙控制于0.1mm以下，间隙的变化将会导致转向机打方向异响。

转向机性能试验：

转向机主要试验项目：

1、阀特性试验

2、泄漏试验

3、齿条轴向移动力试验

4、静妞强度试验

5、逆向超载试验

6、齿条强度试验

转向器生产工艺：

转向机总成装配共计19工位，其中关键工序共计7项。

1.安装转向机支座

2.清洗工序

3.油封压入

案例解析

液压式动力转向器主要故障分为：漏油、异响

转向器漏油主要原因为，液压缸及输入轴油封划伤导致。主要为系统清洁度，安装过程中齿条、转阀磕碰导致油封唇口划伤。

转向器装车后，原地（怠速时或加速时）左打方向，到极限后，猛回方向，突然出现“嗡”一下，声音明显。通过攻关、分析，发现造成该问题的主要原因为：

1）转阀在突然换向时由于压力流量突变产生振动；

2）产品在高压区的灵敏度高；

3）转向器输出摆角大。

通过采取增大阀芯阻尼、降低阀高压区灵敏度、增加回油阻力、减小转向器输出摆角等措施，问题得到了有效解决。现将攻关过程中的一些经验进行总结，与大家共享。

1、改进方法一——增大阀芯阻尼

改进基理：在阀芯和阀套之间存在一个阻尼环，其作用是抑制阀芯在液流冲击下的振动；以及在转向时使液流变化趋于平稳。适当增加其阻尼效果可以有效的降低系统噪音。

2、改进方法二——减小阀芯回油孔径

改进机理：通过减小阀芯回油孔径，增加回油阻力，减弱液流冲击引起的振动，消弱噪音。

3、改进方法四——阀芯改为双平面结构，降低高压区灵敏度

改进机理：改进前后的转阀曲线压力上升的初期基本一致，但是在进入高压区以后，改进后的斜率明显降低、压力增速放缓，即压力对方向盘回转的响应速度降低，从而降低压力突变减少振动。

小米点评：专业知识分享，提升专业技能，希望可以帮助到大家。