摘要：某车型在进行综合耐久试验时，转向系统发生异响状况，在转向盘向左或者向右转动一圈左右时发出清脆的哒哒声。通过转向系统的结构原理分析，通过对试验车转向系统的试验排查，通过对试验车转向管柱和转向机的单品试验分析以及拆解分析，最终确定异响发生的部位为转向机齿轮齿条啮合处，并通过调整螺栓对问题进行了相应的改善。

　　关键词：异响;转向管柱;转向机;齿轮齿条

　　0 引言

　　现代生活中汽车已经越来越普及化，汽车技术也随之不断发展，转向系统是汽车必不可少的一个组成部分。它主要可分为机械液压助力转向、电子液压助力转向和电动助力转向三大类，其中，电动助力转向系统(EPS)按照电机安装的位置不同又可以分为管柱式(C-EPS)、齿轮式(P-EPS)、齿条式(R-EPS)。助力转向系统具有的灵活性、轻便性、路感特性使汽车具有更高的驾驶特性，而整个系统中转向管柱和转向机的性能是关系到整车性能的重中之重。其中，异响问题，在转向系统中频频发生，其原因也是复杂多变，本文针对某车型在实际道路耐久试验中发生的转向系统异响问题进行深入细致的原因分析，结合单品试验分析和拆解分析进行判断，并对问题进行相应调整改善。

　　1 C-EPS转向系统介绍

　　管柱式助力转向系统(C-EPS)是最常见的电动助力型式，其组成结构主要包括转向盘、传动轴、助力电机、扭矩角度传感器、ECU、蜗轮蜗杆减速机构、万向节、齿轮齿条式转向机，如图1所示。

　　助力转向系统的基本原理是，ECU通过接收车速信号和转向盘转角信号进行相应的行车工况逻辑判断，推算出此时需要的电机助力电流大小，不同大小的电流，其电机输出的扭矩不同，也决定了转向盘手感的不同。电机输出的扭矩通过蜗轮蜗杆减速器进行减速增扭，将扭矩传递给万向节，万向节通过十字节叉与转向机齿轮连接，使齿轮可以在齿条上左右移动，从而通过横拉杆的左右移动推动车轮转动相应的角度。

　　整个系统中，包括蜗轮蜗杆减速器、万向节、齿轮齿条、转向机横拉杆等，由于其机械结构的影响，都是异响频发部件。

　　图1 C-EPS构成图

　　2 转向系统异响原因

　　2.1 分析流程

　　转向系统发生异响后，一般判断流程如图2所示，分别从转向盘、转向管柱和转向机三个方向来分析，通过异响的声音不同和工况不同来排查异响发生部位。

　　图2 异响分析流程

　　2.2 转向盘类异响

　　转向盘类的异响比较容易判断，如果转向盘内部有异物，发生塑料件擦碰的声音，可拆卸方向盘进行查看，如果方向盘出现抖动异响，则可能是管柱上轴承松动，转向盘内部线束安装松动也会导致一定程度的异响状况。

　　2.3 管柱类异响

　　转向管柱异响问题多发生于转向轴和蜗轮蜗杆减速器上。转向轴如果发生“咚咚”声，可能是管柱橡胶与转向轴配合松旷。而传动轴扭转间隙过大、刚度不足以及管柱滚针轴承配合间隙过大都会导致管柱发生异响，此时，通过调整传动轴节叉与轴管压装时卡具在轴管非工作区卡紧或降低滚针轴承内径和扭杆外径间隙可以有效的缓解异响情况。涡轮蜗杆处，如果发生磨损、润滑脂涂膜不足轴承失效也会导致该处发生“咯噔”声异响，发生此情况时，可以对零部件的结构强度已经装配方式进行分析判断，以确定导致该问题的原因。

　　2.4 转向机类异响

　　转向机的异响问题多发生于齿轮齿条啮合部位或齿条上，齿条支撑套“O”型圈硬度不足、齿条导套与齿条零件配合间隙过大、孔用挡圈与轴承间隙过大、齿条背面加工粗糙度过大都会造成齿条部位发生异响，而齿轮齿条啮合处的间隙过大，是造成转向机异响问题最常见的原因。针对这些不同的异响情况，可以通过提高硬度级别、减小间隙、控制粗糙程度来排出异响状况。

　　3 某车型转向机异响原因分析

　　下面根据某车型实际开发过程中发生的转向系统异响问题进行原因分析。

　　3.1 原因排查

　　某车型在开发过程中，经过耐久试验后，在向左或向右打方向一圈的位置处会发生“哒哒”声异响，车辆在举起后，由于无载荷和力的作用，在相同位置处不发生异响情况。

　　对整个转向系统进行声源震动波形试验，检测结果如图3所示，从图中可以看出，节叉部位和传动轴发生了较为明显的震动，从而确认了异响问题发生部位为转向系统。初步分析其可能导致的原因包括管柱蜗轮蜗杆磨损、万向节与转向机连接螺栓紧固扭矩不足、转向机齿轮齿条磨损、转向机横拉杆紧固力矩不足等。

　　图3 转向系统声源震动波形试验

　　在确定为转向系统异响后，对试验车的转向管柱和转向机进行了如下初步操作分析。

　　1.再次紧固万向节与转向机间的固定螺栓，使其达到标准力矩，转动转向盘，异响仍有发生，可排出此原因;

　　2.将车举起，转动转向盘，没有异响产生，将车的一侧轮胎着地，转向转向盘，有异响产生，可确定异响的发生需要载荷的作用;

　　3.将转向机横拉杆与转向节进行拆解分离，通过拖拽转向机横拉杆进行主观判断，仍有震动感觉，可排出横拉杆紧固力矩不足和装配不良等原因;

　　4.更换一个新的万向节单品后，异响仍然发生，可排出万向节单品问题;

　　5.更换一个新转向机单品后，不在发生异响，换上原转向机后，异响再次出现。

　　通过以上步骤的排查，经过实际经验的分析和判断，此次转向系统异响问题大概率是由于齿轮齿条转向机导致，而其中最可能的原因为齿轮齿条啮合部位间隙过大。

　　3.2单品分析试验

　　3.2.1转向机单品试验

　　该车型齿轮齿条转向机如图4所示，其中圆框处为齿轮齿条啮合部位，通过问题排查和经验分析，判断异响导致原因为齿轮齿条啮合处磨损，造成间隙过大，要确认原因，还需要对单品进行试验分析。

　　图4 齿轮齿条转向机

　　图5为转向机单品分析试验结果数据表，试验对齿轮工作扭矩、齿条滑动力和节叉间隙进行了分析测量。从表中我们可以看出，节叉的间隙在正负180度时的标准规范范围最大为0.05毫米，实际测量的间隙为向左0.078毫米、向右0.088毫米，均已超出规定范围，而在其它角度下，标准规定范围为最大0.08毫米，其左右的间隙也已超出规范范围。而齿条滑动力和齿轮工作扭矩的试验数据均在标准范围内，符合要求。

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