齿轮齿条机械转向器坏路异响问题解析

彭友一

上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007

1 引言

齿轮齿条机械转向器异响是车辆在使用过程中很常见的一种故障，随着驾乘人员对整车NVH要求提高，转向器异响问题越来越多的被客户关注和抱怨。转向器在坏路上行驶时的异响，容易受到其它异响源的干扰，其原因排查和方案验证更为困难。

齿轮齿条式机械转向器主要由齿轮、齿条、壳体组件、轴承、压块组件、预紧弹簧、调整螺塞等组成，如图1所示。零件之间存在配合间隙、啮合刚度、相对位移等特性，在受到外力冲击时，转向器子零件之间相互撞击、摩擦等产生异响。转向器的左/右端与转向拉杆、转向节刚性连接，一旦车轮受到路面冲击，很容易将激励传递到转向器。正是这些结构特点，齿轮齿条机械转向器坏路异响在行业内是普遍存在的。

2 齿轮齿条机械转向器坏路异响来源及排查过程

图1 齿轮齿条转向器零件组成

在某项目的开发阶段，试乘试驾车在鹅卵石路面行驶时，车辆前部有不规律沉闷的“咚咚”异响，且异响声在驾驶员侧最明显，异响的主观评价得分如表1，坏路主观评价评分标准如表2所示，试乘试驾路况如图2所示。

表1 试乘试驾车坏路主观评价得分

表2 转向器坏路异响主观评价得分说明

图2 试乘试驾路况

为了确认异响源，在异响车辆前部的转向器壳体、转向器调整螺塞、副车架及摆臂上布置加速度传感器，同时用麦克风在车内驾驶员位置采集异响声音，加速度传感器的布置如图3所示。

图3 加速度传感器的布置

通过车内麦克风采集的声音判断，在8.5-8.7s之间有异响，查看相应时间段内振动加速度传感器的波形确认可疑异响发生时间，如图4红框所示。红色曲线（方向机调整螺栓位置）相比于另外三条曲线，振幅较大且振动周期较短，略优先于其他位置开始振动，初步判断转向器压块为异响源。

3 齿轮齿条转向器设计改进

更改压块O型圈与壳体、端面O型圈与压块过盈量及预紧弹簧力的转向器样件装车确认异响表现，转向器方案及坏路异响评价得分如表3所示。从实车评价结果看，方案四的改进效果最优，确定转向器按方案四改进。

4 结语

通本次齿轮齿条机械转向器坏路异响问题的改进，对后续的转向器设计、坏路异响问题排查具有指导意义，同时提升齿轮齿条机械转向器坏路异响的设计预防能力。

图4 加速度传感器测试曲线

表3 转向器改制样件方案及坏路主观评价得分