齒輪齒條機(jī)械轉(zhuǎn)向器壞路異響問題解析

彭友一

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

齒輪齒條機(jī)械轉(zhuǎn)向器異響是車輛在使用過程中很常見的一種故障，隨著駕乘人員對(duì)整車NVH要求提高，轉(zhuǎn)向器異響問題越來(lái)越多的被客戶關(guān)注和抱怨。轉(zhuǎn)向器在壞路上行駛時(shí)的異響，容易受到其它異響源的干擾，其原因排查和方案驗(yàn)證更為困難。

齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向器主要由齒輪、齒條、殼體組件、軸承、壓塊組件、預(yù)緊彈簧、調(diào)整螺塞等組成，如圖1所示。零件之間存在配合間隙、嚙合剛度、相對(duì)位移等特性，在受到外力沖擊時(shí)，轉(zhuǎn)向器子零件之間相互撞擊、摩擦等產(chǎn)生異響。轉(zhuǎn)向器的左/右端與轉(zhuǎn)向拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)剛性連接，一旦車輪受到路面沖擊，很容易將激勵(lì)傳遞到轉(zhuǎn)向器。正是這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，齒輪齒條機(jī)械轉(zhuǎn)向器壞路異響在行業(yè)內(nèi)是普遍存在的。

2 齒輪齒條機(jī)械轉(zhuǎn)向器壞路異響來(lái)源及排查過程

圖1 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器零件組成

在某項(xiàng)目的開發(fā)階段，試乘試駕車在鵝卵石路面行駛時(shí)，車輛前部有不規(guī)律沉悶的“咚咚”異響，且異響聲在駕駛員側(cè)最明顯，異響的主觀評(píng)價(jià)得分如表1，壞路主觀評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示，試乘試駕路況如圖2所示。

表1 試乘試駕車壞路主觀評(píng)價(jià)得分

表2 轉(zhuǎn)向器壞路異響主觀評(píng)價(jià)得分說明

圖2 試乘試駕路況

為了確認(rèn)異響源，在異響車輛前部的轉(zhuǎn)向器殼體、轉(zhuǎn)向器調(diào)整螺塞、副車架及擺臂上布置加速度傳感器，同時(shí)用麥克風(fēng)在車內(nèi)駕駛員位置采集異響聲音，加速度傳感器的布置如圖3所示。

圖3 加速度傳感器的布置

通過車內(nèi)麥克風(fēng)采集的聲音判斷，在8.5-8.7s之間有異響，查看相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)振動(dòng)加速度傳感器的波形確認(rèn)可疑異響發(fā)生時(shí)間，如圖4紅框所示。紅色曲線（方向機(jī)調(diào)整螺栓位置）相比于另外三條曲線，振幅較大且振動(dòng)周期較短，略優(yōu)先于其他位置開始振動(dòng)，初步判斷轉(zhuǎn)向器壓塊為異響源。

3 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)改進(jìn)

更改壓塊O型圈與殼體、端面O型圈與壓塊過盈量及預(yù)緊彈簧力的轉(zhuǎn)向器樣件裝車確認(rèn)異響表現(xiàn)，轉(zhuǎn)向器方案及壞路異響評(píng)價(jià)得分如表3所示。從實(shí)車評(píng)價(jià)結(jié)果看，方案四的改進(jìn)效果最優(yōu)，確定轉(zhuǎn)向器按方案四改進(jìn)。

4 結(jié)語(yǔ)

通本次齒輪齒條機(jī)械轉(zhuǎn)向器壞路異響問題的改進(jìn)，對(duì)后續(xù)的轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)、壞路異響問題排查具有指導(dǎo)意義，同時(shí)提升齒輪齒條機(jī)械轉(zhuǎn)向器壞路異響的設(shè)計(jì)預(yù)防能力。

圖4 加速度傳感器測(cè)試曲線

表3 轉(zhuǎn)向器改制樣件方案及壞路主觀評(píng)價(jià)得分