某微型客车转向回正故障分析

张 栋

(北安农垦分局交通局襄河交通科)

1 转向回正性能分析

1.1 转向系统检测分析

首先对该微型客车转向系统的性能参数进行的检测，结果如下。

正向平均效率为51.41％;逆向平均效率为20.92％;横扦球铰摩擦阻力矩。最大摩擦阻力矩为8.23N;最小摩擦阻力矩为2.74N;平均摩擦阻力矩为5.33N。前轮定位参数见表1。

表1 前轮定位参数

将前轮置于前轮定位仪转盘上;脱开左，右横拉杆;测量前轮向外转到极限位置所需外力及前轮从极限偏转位置开始回转产生的力矩。

从检测结果可判断，该车转向器效率过低、横拉杆球较摩擦力矩偏大，没能达到设计要求，前轮定位基本准确。影响转向器效率的主要因素是转向器中各部件的摩擦阻力，经过对各组成部件检测发现该转向器效率过低是由于制造加工精度和装配没达到标推，导致转向器效率无法满足设计要求。

另外，由于检测横拉杆球铰允许摩擦力矩的方法错误，使得实际横拉杆球饺摩擦阻力矩偏大，造成超标的球铰配件进入装配生产线，影响了转向系的效率。

1.2 回正力矩计算

主销内倾角所引起的势能回正趋势，在转向回正时是回正的动力，在转向时成为阻力的一部分。

对此，对主销内倾角引起的回正力矩进行计算，并与实际检测值对比分析。

通过以上分析计算和检测结果可知，前轮定位参数中除右前轮主销内倾角大于标准值1度，其他定位角正常，所以该微型客车前轮定位基本满足设计要求。由主销内倾角和后倾角引起的回正力矩能在转向过程中提供一定的回正力矩。同时，发现转向器的正、反效率明显小于标准值，不符合技术条件要求;横拉杆球铰摩擦阻力矩偏大，导致转向系统阻力矩与设计值不符;前轴减振器上支点与转向节下支点的摩擦阻力矩达到10N·m，其数量级不能忽视。由此可判断转向器效率低和横拉杆球锭摩擦阻力矩偏大是造成该车转向过程中转向沉重、回正力弱的主要的原因。

2 转向回正试验和改进方案

(1)保留原车转向器。更换不同的横拉杆，考察其转向和回正情况。

(2)更换效率较高的转向器，与3组不同的横拉杆配合使用，考察其转向和回正情况。

其中用于更换的转向器正向平均效率为67.51％，逆向平均效率为49.86％。3组横拉杆球铰的平均摩擦阻力矩分别为5.88，5.00，2.95N·m。

试验结果。

方案①:试验中发现，3组横拉杆中第3组在转向沉重问题上有了较明显的改善，但由于原车转向器正、逆效率均太低，但仍不理想，且回正性能没有明显好转。

方案②:更换转向器后，3组拉杆实测的转向力见表2。行驶试验中转向明显感到轻松，回正有较大改善，但仍不理想。

表2 装用不同球铰摩摩擦阻力矩横拉杆时的转向力 N

由试验结果可确认转向器效率低和横拉杆球铰摩擦阻力矩偏大是造成该车转向问题的主要原因，对此进行了如下改进试验。

更换效率较高的转向器和符合规定摩擦力矩的横拉杆，发现转向和回正性能基本符合设计要求。同时，进一步检测了左右轮的极限偏转角和前轮侧滑量，发现左右轮极限偏转角超差较大，其侧滑量尽管合格，接近上限。为此，将前轮极限偏转角调整到规定值，并调小前束至接近零测滑，用符合标准值(0.9～3.9N·m)摩擦阻力矩为2.95N·m 的横拉杆做行驶试验，结果转向和回正性能均达到良好要求，该车转向过程中出现的问题成功得以解决。

3 结论

从理论计算和试验分析可看出，主销内倾角和主销后倾角对汽车转向回正性能有较大影响。其中主销后倾角对高速转向时的回正性能影响明显，这能保证了高速行驶时汽车的操纵稳定性，而低速时转向回正主要依靠主销内倾角产生回正力矩的作用。此外，前束与前轮外倾角需协调作用达到动平衡，保证前轮在汽车行驶中滚动而无滑动，这对转向回正性能也有所影响。同时转向器效率，以及转向中各传动部件造成的阻力矩对转向性能的影响不可忽视。

就本车而言，由于空载质量小，低速转向回正力矩储备小，所以前轮的定位效果非常关键。应严格控制左右横拉杆的尺寸与装配，并注意控制左主销内倾角偏大的质量问题，已达到每辆车的前束值的最佳化。而在生产装配过程中使用了效率偏低的转向器以及检测横拉杆球铰允许摩擦力矩的方法错误，使超标准配件进入装配生产线，这是导致该车出现转向回正问题的主要原因。

[1] 郭孔辉.汽车操纵动力学[M].长春:吉林科学技术出版社，1991.

[2] 阿达姆.措莫托.汽车行驶性能.黄锡朋，解春阳译[M].北京:科学普及出版社，1992.

[3] 吉林工业大学汽车教研室.汽车设计[M].北京:机械工业出版社，1983.