GB 17675—2021《汽车转向系基本要求》解读

王子龙，张鑫，沈林邦，谭万里

GB 17675—2021《汽车转向系基本要求》解读

王子龙，张鑫，沈林邦，谭万里

（招商局检测车辆技术研究院有限公司 国家客车质量监督检验中心，重庆 401122）

GB 17675—2021《汽车转向系基本要求》正式发布，新标准全面考虑各种车型和转向型式，并明确试验方法。对标准中关键条款进行解读，在转向力测试条款上与现行标准进行对比，解读结果有利于设计和试验人员对标准理解。

GB 17675；汽车转向系；基本要求；对比分析

引言

转向标准作为车辆重要的基础标准，涉及车辆安全、操纵稳定性、高级辅助驾驶等方面，现行1999版转向标准[1]不再适应未来转向系统要求，因此修订版标准GB 17675— 2021《汽车转向系基本要求》[2]于2021年2月正式发布，将于2022年1月1日正式实施。相比于现行1999版，GB 17675—2021全面考虑各种车型和转向系统，修订了适用范围、汽车技术要求、转向系出现故障后的转向操纵力等要求，增加对汽车的要求、挂车技术要求和报警信号要求，明确转向系统试验方法等，对现行标准中的不足进行补充和修订。

1 汽车要求

1.1 一般要求

转向系统作为车辆基础的操纵系统，保证驾驶员在正常操纵位置上直接、准确地操纵汽车，使车辆能可靠地改变方向或保持方向，转向系统应轻便、安全且与其他系统无干涉现象[3]。因此，GB 17675—2021规定车辆应具有以下特性：

（1）直线行驶性能：车辆在设计速度范围内，在驾驶员无异常偏转方向和转向系统无异常抖动的情况下，车辆应该具有良好的直线行驶性能，不应出现明显的跑偏现象。

（2）同步性能：转向操纵装置的连续偏转使车辆的转向角对应偏转，转向系统的操纵与车辆方向的改变具有时间与空间同步特性。

（3）适应性：转向系统应该能适应车辆所有设计载荷状态，且均能正常工作。

（4）回正性能：在车辆转向系统正常状态下，具有良好的回正性能。

（5）功能安全：转向电控系统的功能安全应满足GB/T 34590的设计要求，即转向电控系统应满足功能安全要求，避免系统故障导致的风险。随着高级驾驶辅助转向系统的逐步应用，转向系统除由驾驶员控制外，还可通过辅助转向系统控制，转向系统的电子电控系统种类和功能也相应增加，同时电子电控系统潜在失效危害增加。因此，GB 17675— 2021新增功能安全要求，避免或减弱电子电控系统故障导致的危害（如：正常行驶过程中，发生非期望的转向或转向系统不能按照驾驶员期望进行转向）。

（6）电磁兼容性能：转向系统具有良好的电磁兼容特性，与转向系统相关的所有电子控制系统不应受到电磁干扰且满足GB 34660要求。制定1999版标准时，车辆中电子电控系统数量有限，当前车辆电控系统种类越来越多，为避免电磁干扰导致转向系统故障，GB 17675—2021新增电磁兼容性能。

（7）其他规定：允许后轮是转向车轮的一部分，但不允许只有后轮作为转向车轮。转向系统的可调整部分须能锁止，如转向系统中可调节方向盘的伸长量和上下位置，但必须能够锁止，防止在行驶过程中出现不期望的松动导致危险。

通过分析上述条款，GB 17675—2021相比于现行标准，在直线行驶、同步、准确等要求上总体一致。同时考虑到高级驾驶辅助转向系统的逐步运用、车辆电子电控系统数量急剧增加，增加转向系统功能安全以防止电子电控系统失效导致的潜在危害，增加电磁兼容要求防止电磁干扰导致转向系统电子电控失效。因此，GB 17675—2021显著提升转向系统安全要求。

1.2 转向系完好状态要求

汽车转向系统在正常状态时，应该能够保证汽车按照驾驶员意图安全、轻便和迅速的转向。GB 17675—2021与现行标准测试方法一致，车辆从直线行驶进入转向状态，车速为10 km/h，在车辆转向半径达到半径为12 m的转向圆时，转向时间和整个过程中的转向力应该满足标准要求。

现行标准规定转向时间不超过4 s，对于不带转向助力装置的车辆转向力应小于245 N，带转向助力装置的车辆不考核转向力。当前生产的汽车一般均配备转向助力装置，因此GB 17675—2021不再区分是否带转向助力装置，而是依据车辆分类不同提出不同的转向力要求，同类车型中质量越大，转向力限值越宽泛。M1、M2转向力不超过150 N，M3、N1、N3转向力不超过200 N，N2转向力不超过250N，更加符合实际情况；GB 17675—2021中所规定的转向时间不变，仍然不超过4 s。表1为现行标准与GB 17675—2021在转向系完好状态下的转向力、转向时间和转向半径对比。

表1 转向系完好状态新旧标准对比

车辆类别转向力/N转向时间/s转向半径/m GB 17675—2021M1≤150≤412 M2≤150 M3≤200 N1≤200 N2≤250 N3≤200 GB 17675—1999不带助力转向≤245≤412 带助力转向

1.3 转向系故障状态要求

转向系统故障时的性能是转向系统关键性能。转向系统故障时，车辆存在丧失直线行驶能力、转向操作装置和行驶方向不再具有同步性能、转向力超过驾驶员能施加的最大转向力等风险。因此，为管控转向系统故障后的风险，GB 17675—2021从一般要求、助力转向系统失效、全动力转向系统等方面进行了全面的规定。

1.3.1 一般要求

（1）可靠性：转向操纵装置、转向传动机构、转向车轮等所有相关部件应该具有良好的可靠性，不易损坏，方便维护，可靠性不低于类似关键的系统。转向系统在故障状态时，车辆应该具有直线行驶能力，转向操作装置和行驶方向具有同步性能。

（2）报警信号：除机械传动机构外的任何传动失效，都应该按照规定提示驾驶员，使驾驶员能够明确地意识到转向系统故障。

表2 转向系故障状态新旧标准对比

车辆类别转向力/N转向时间/s转向半径/m GB 17675—2021M1≤300≤420 M2≤300≤4 M3≤450≤6 N1≤300≤4 N2≤400≤4 N3≤450≤6 GB 17675—1999带助力转向≤588≤612

（3）故障后转向力要求：GB 17675—2021规定车辆以10 km/h的速度从直线行驶状态进入转向状态，使车辆达到转向半径为20 m的转向圆时，转向力和转向时间应该满足标准要求。根据车辆分类不同，失效状态下的转向力和转向时间的限值不同。现行标准规定车辆以10 km/h的速度从直线进入转向状态，使车辆达到转向半径为12 m的转向圆时，转向力不超过588 N，转向时间不超过6 s。GB 17675—2021相比于现行标准，改变转向系故障状态下所需达到的转向半径要求，转向半径从12 m变为20 m，并依据车辆分类提出不同的转向力和转向时间要求，总的原则是质量越大的车辆，转向力和时间要求越宽泛，使标准更加符合实际场景。表2为GB 17675—2021与现行标准在转向系故障状态下的对比。

1.3.2 全动力转向

全动力转向是指转向力完全由一个或者多个供能组件提供的转向系统。全动力转向系统仅由专用机构提供动力，当全动力机构中动力装置、储能装置、能量传输装置或执行机构中任意一个机构出现故障时，都可能导致危害。因此，GB 1767—2021从故障限速、信号故障、动力源故障、传输装置故障等方面，规定全动力转向系统应该满足如下要求：

（1）故障限速：车辆的主转向系统出现除机械传动机构外的任何故障，都应按照要求提示驾驶员，只要故障未排除，车辆行驶速度应被限制在10 km/h内。该要求有效避免全动力转向系统在故障状态下的行驶风险，强制驾驶员对车辆进行故障排查和维修。

（2）信号故障：车辆的信号传输装置发生故障时，其他功能均正常时，车辆转向系统性能应该符合转向完好状态时的性能，即信号传输故障不影响全动力转向系统的功能。

（3）动力源故障：在车辆转向系统动力源故障状态时，储能装置能量正好处于储能不足报警临界值时，车辆以10 km/h的速度，回转半径为20 m的条件下，应完成至少能进行24次8字回转操作，且转向力符合转向系统完好时的相关要求。该要求定量的考核全动力转向机构的储能装置容量，即使在动力源失效后，储能装置也能保证转向系统完成一定次数的正常供能。

（4）能量传输故障：在能量传输出现故障时，储能装置能量正好处于储能不足报警临界值时，车辆如果能以10 km/h的速度行驶，在回转半径为20 m的条件下，应至少能进行25次8字回转操作，且转向力符合转向系统失效时的相关要求。该要求考核全动力转向机构的能量传输故障时的性能，即在动力源故障且传输装置存在故障时，整个系统能够支持完成法规规定的转向。

通过对上述条款分析，在转向系故障状态要求上，GB 17675—2021相比于现行标准，重点在两个方面进行了修改或增加。第一点，在转向系故障状态时，改变转向半径，同时依据车辆分类来确定转向力和转向时间要求，更加符合实际场景。第二点，允许使用全动力转向机构，并对全动力转向机构的失效作出明确规定，以保证全动力转向机构的安全性。

2 挂车要求

现行标准并未单独对挂车进行要求，使挂车转向系统一直处于空白状态。GB 17675—2021考虑了牵引车和挂车构成的汽车列车的转向性能，从列车直线行驶性能、同步性能、失效规定、外摆值等方面进行了详细规范。

（1）直线行驶性能：由牵引车和挂车组成的汽车列车在直行时，挂车应与牵引车行驶方向相同。同时规定挂车在无法自动保持直线行驶时，应该配备调节装置以保证直线行驶能力。该要求即汽车列车整体都应具有良好直线行驶的能力。

（2）转向半径差：汽车列车分别以5 km/h和25 km/h两种车速匀速绕半径为25 m的圆稳态转向行驶，两种速度下由挂车最后端的外缘所形成的轨迹圆的半径之差不超过0.7 m。该要求主要考核牵引车和挂车的同步性能，防止随着车速增加，挂车不能跟随牵引车进行良好的转向，而出现挂车与牵引车明显的不同步的情况。

（3）外摆值：汽车列车以25 km/h的车速匀速离开半径为25 m的圆时，以牵引车离开转向圆的点为切点后的40 m内，挂车任意部分在地面投影轨迹都不超过切线的0.5 m。该要求主要考核汽车列车的外摆性能，其目的是防止车辆转向时，挂车部分外摆值过大而入侵其它车道，避免侵占其它车道导致的危险，同时限制汽车列车对道路宽度的要求。

（4）锁止机构：转向机构中的可调节部分应该能够锁止，防止在转向过程中挂车与牵引车运动不一致等情况，避免出现不期望的转向。

（5）失效规定：转向系统失效后，汽车列车按照不超过5 km/h的速度绕规定半径的圆行驶（标准规定半径为列车长度的67%，但不小于12.5 m），如果在故障状态下汽车列车行驶扫过的转弯通道宽度大于8.3 m，相比于转向系完好状态所测转向通道宽度增幅不超过15%，且扫过的圆环外半径不能增大。该要求首先判断通道宽是否超过8.3 m，通道宽度越小，挂车与牵引车在失效状态下的同步性能越好；当通道宽度超过8.3 m时，表明需要对牵引车和挂车的同步能力进行限制。

（6）其他规定：由于挂车的特殊性，对于采用液压方案的转向系统和向转向系统供电的系统，还应该分别满足规范性附录C和D中的要求，以保证转向系统的安全性。

3 试验要求

GB 17675—2021在试验要求上进行了明确，包括转向系统在完好和故障状态下转向力的测量方法、转向力测量中对毛刺信号的处理要求，使标准从试验方法、数据处理、性能要求都具有统一规范，避免了不同试验人员对标准理解和数据处理的不同而导致结果差异，使标准可操纵性和复现性更强。同时，为保证车辆转向系统正常无异常振动，规定车辆不应该具有过度转向特性，标准增加异常振动测试和不足转向测试。GB 17675—2021主要的试验要求如下：

（1）异常振动测试：车辆按照规定速度，沿着切线方向离开半径为50 m的圆，整个过程中转向系统不能有异常振动。其目的是测试车辆转向系统安装是否正常，有无干涉情况，规定速度下是否存在异常振动等。测试速度如下表3所示。

表3 异常振动速度要求

车辆类别速度/(km/h) M150 M2、M3、N1、N2、N340

（2）不足转向测试：车辆转向车轮转到最大转角一半时，车辆以不低于10 km/h的速度稳定行驶，驾驶员脱开转向操作装置，车辆应该维持在原有的转向轨迹上或者转向半径变大，不允许出现转向半径变小。此条款为GB 17675— 2021重要的新增项目，是提升车辆动态安全性能的强制要求。其目的是明确车辆不应该具有过度转向特性。如果车辆具有过度转向特性，在车速较高时，小的前轮转角会产生大的横摆角速度，车辆会发生激转导致侧滑或者侧翻。

（3）信号处理要求：转向力测量过程中由于路面、速度波动等干扰，转向力信号可能存在毛刺干扰。为避免干扰，标准规定转向力持续时间少于0.2 s的忽略不计，使测试更加符合真实测试环境。

（4）转向力测量：转向力测量需要按照本文1.2和1.3部分转向系统正常或者故障状态进行测试。

4 结论

国家标准GB 17675—2021全面考虑各种车型和转向系统，从适用范围、汽车技术要求、转向系出现故障后的转向操纵力等方面进行了修订，增加对汽车的要求、挂车技术要求，明确转向系统试验方法等，使标准更加符合实际使用场景、更具有可操作性、使得检测数据具有可重复性，直接促进车辆转向系统技术进步。

[1] 全国汽车标准化技术委员会.GB/T 17675—1999汽车转向系基本要求[S].北京:中国标准出版社,1999.

[2] 全国汽车标准化技术委员会.GB 17675—2021汽车转向系基本要求[S].北京:中国标准出版社,2021.

[3] 于洋,高明秋,王久明,等.国内外汽车转向系统相关标准对比分析[J].汽车工程师,2013(006):13-14.

Interpretation of GB 17675−2021

WANG Zilong, ZHANG Xin, SHENG Linbang, Tan Wanli

( China Merchants Testing Vehicle Technology Research Institute Co., Ltd., National Bus Quality Supervision & Inspection Center, Chongqing 401122 )

GB 17675-2021is officially released. The new standard fully considers all types of car and steering system and determines the test method. The key clauses in the standard are interpreted. The test method of steering force is compared with current standard. The interpretation results are conducive to the design and experimenters’ to understand of the standard.

GB 17675;Steering system of motor vehicles;Basic requirements;Comparison

U461

A

1671-7988(2021)20-221-04

U461

A

1671-7988(2021)20-221-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.020.058

王子龙（1988—），男，工程师，就职于招商局检测技术研究院有限公司国家客车质量监督检验中心，研究方向：整车测试与研究。