傅丽华

（江铃控股有限公司开发中心底盘部 330000)

随着科学技术和汽车行业的快速发展，人们对汽车驾驶舒适性要求越来越高。转向系统是汽车重要组成部分，不再只是为驾驶员提供基本转向功能，转向的操纵稳定性和NVH性能越来越受关注。液压转向系统的匹配，是转向系统开发的重点和难点，不仅要兼顾转向的感受，还要考虑转向NVH性能[1]。本文针对某车型在D挡原地转动方向盘到特定位置，出现共振异响原因的剖析，对转向系统匹配进行优化设计。

1 转向系统共振异响原因分析

1.1 原地转动方向盘共振异响现象

车辆原地怠速时，从中间位置向左转动方向盘或向右转动方向盘约1圈位置，出现类似“嗡嗡”异响声。向左转动方向盘出现概率居多，D挡容易出现，P挡较难出现，且方向盘伴随有振动感。

1.2 原地转动方向盘共振异响原因分析

对实车故障现象确认，在出现共振异响时，转向机自身上的长、短硬油管和转向机与高压油管连接处的油管出现振动，靠近转向机进油口的高压油管振动尤其明显，初步确定此处为发生振动的位置。根据振动位置及液压转向系统助力原理，在故障车的转向泵出油位置、转向高压油管和转向机自身的长、短油管处分别布置传感器，挂入P挡和D挡时，原地转动方向盘进行振动和噪声测试，布置传感器位置如图1所示。

图1 布置传感器位置图

在车辆空调压缩机开启的情况下，挂入P挡时噪声为49.57 dB（A），无噪声；在D挡时噪声为56.46 dB（A），出现噪声。

表1 各位置振动RMS值D挡位与P挡位倍数关系

从测试结果可以看出，在P挡和D挡时，转向泵出油管、高压管第1段和高压管第2段变化相对较小，D挡时转向机长、短油管和高压管第3段有明显振动，其中靠近转向机进油口的高压管第3段（液体流动方向）的振动变化最大（表1）。

对P挡和D挡噪声频谱进行分析（图2），发现引起异响的频率为75.14 Hz（一阶）及其倍频，其中150.24 Hz（二阶）噪声最大。图中绿色为D挡，红色为P挡。

图2 P挡和D挡噪声频谱

对故障车在D挡出现故障时进行系统油压测试，分别在转向泵出油口和高压油管第3段布置传感器。故障出现时高压油管第3段压力出现明显波动，但转向泵出油口波动不明显（图3）。图中蓝色为转向泵出油口，紫色为高压油管第3段。

图3 D挡出现故障时的系统油压测试

1.3 对上述测试进行分析

(1)根据振动及油压测试分析发现，转向共振异响出现时，转向机进油压力波动较大，且伴随着油压的波动而出现转向共振异响。

(2)结合频谱分析，出现异响时振动的频率与车内噪声的频率是吻合的，基本判定原因为转向机内部与转向机进油口高压管油液的激励冲击，引起的压力波动变化，且D挡比P挡明显。

2 对策验证方案实施

通过测试分析基本锁定原因，从转向系统内部激励的源头及油管匹配方面进行优化，结合实车验证来寻求最优的方案。

2.1 转向机油管直径加粗

直径由6.35 mm改为8.00 mm，油管走形进行优化，将改进件更换到故障车验证，改善不明显。将硬管改为软管，在故障车上验证有明显改善，但工艺及布置上不可行。

2.2 对转向高压管总成进行优化

转向高压油管总成有2段高压软管，将第1段的高压油管内部前段降噪芯和第2段高压油管降噪芯分别加长20.00 mm（图4），在故障车上验证，有明显改善，出现振动频率降低。

图4 改进方案

2.3 增大转向机阀芯和阀套的阻尼

阀芯和阀套之间由单阻尼结构改为双阻尼结构（图5），转向轴阀芯上设计1个底槽，阀套与阀芯底槽之间依次装配1个聚四氟乙烯环和1个O形圈。阀套、聚四氟乙烯环、O形圈及阀芯底槽之间均采用过盈配合，以增大转向轴阀芯与阀套的阻尼，抑制转向系统油液压力波动引起的振动。在故障车上更换改进后的转向机进行验证，有明显改善，振动出现频率降低。同时结合2.2中优化设计进行批量生产验证，改进后的车辆未出现共振异响。

图5 由单阻尼结构改为双阻尼结构

3 结束语

本文主要结合共振异响现象，通过对转向系统振动、噪声、流量及压力进行对比测试，锁定根本原因。再从转向系统内部激励的源头及油管匹配方面进行优化，对各项改进措施实车验证，最终故障得到解决[2]。将改进更新到DFMEA，为后续新车型开发做好经验的积累，避免故障现象重复发生。