某车型转向液变黑问题分析

刘伟红，关熊飞，谢先领

（海马轿车有限公司，河南 郑州 450016）

某车型转向液变黑问题分析

刘伟红，关熊飞，谢先领

（海马轿车有限公司，河南 郑州 450016）

针对某款车型在液压助力转向系统开发过程中的转向液变黑问题，文章通过高温箱对比试验等方法进行了分析，主要由于转向系统温度偏高及转向高压油管不耐高温等，同时提出相应的整改措施，并通过道路可靠性路试验证。

液压；转向系统；转向液；变黑

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.09.043

CLC NO.: U463.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)09-132-03

引言

助力转向液是加注在汽车液压转向系统里面的一种特殊液体，起到传递转向力和缓冲的作用，通过液压作用使方向盘变的非常轻巧。转向液的状态直接影响转向系统的安全性能。影响转向液的因素包括：转向系统温度、零部件材质、清洁度及转向液本身质量等。如何保证转向液在使用过程中的各项性能满足要求是在设计阶段必须考虑的问题。为防止助力转向液过脏或变质，建议两年或三万公里更换一次转向液。

1、问题描述

某轿车在进行道路可靠性路试的主观评价时，发现该车型的转向液有明显变黑现象，如图1，当打开转向油罐盖子，靠近转向油罐罐口时有一股刺鼻的味道，让人难以接受，此现象可能会造成后期顾客抱怨等负面影响。

2、问题分析及解决方案

2.1原因分析

按照鱼骨图方式对转向液变黑问题进行分析，如图2。

2.2解决方案

基于转向系统结构设计、转向系统零部件质量、系统温度、清洁度等方面考虑，初步确定从以下四个路径对问题进行分析、调查并提出解决方案。

2.2.1从转向液的质量方面分析

(1)公司所有车型均使用同一种转向液，其它车型未发生变黑现象，因此可以排除转向液本身的质量问题。

(2)专业机构分别测量了里程为851km、4414km、7470km、20294km的变黑转向液体和未使用的转向液，经对比,转向液原液的40°粘度是37.9,变黑转向液的40°粘度分布在34.9～36.3之间，液体的其它各项指标正常。油品氧化正常、粘度变化平稳、可排除高温氧化变色的可能。油品中含水量低于0.05%，是理想状态。

(3)将转向液原液与发黑液GC-MS分析，发现发黑转向液中含有增塑剂成分邻苯二甲酸酯，转向液原液不含此物质，邻苯二甲酸酯普遍存在于橡胶中，说明有部分橡胶溶解于转向液。具体见2.2.4。

2.2.2从转向系统清洁度方面分析

转向系统各零部件清洁度满足企业规定的清洁度要求。

2.2.3从转向系统温度方面分析

液压助力转向系统转向液的正常工作温度要求（-40℃～ +149℃），本车型原地怠速打转向20分钟后测量，油罐中助力转向液的温度达到 117.1℃，其它车型在此工况下助力转向液的温度分布在91.6℃～116℃；连续绕20个8字试验后，本车型助力转向液的温度达到95℃，对应的其它车型在此工况下助力转向液的温度分布在76.2℃～106.2℃，具体数据见表1；经对比，在以上工况下本车型转向液的温度明显偏高，转向液温度高，会加快液体氧化速度，缩短使用寿命,同时加速转向系统零部件的老化，影响转向系统的使用性能及安全性能，结合3.2.1c推断转向液温度高可能是导致变黑的主要原因。

表1 标准温度（20℃） 单位：℃

2.2.4从转向系统零部件的材质耐高温方面及供应商角度分析

目前转向系统高压管的软管一般采用CSM，硬管一般采用邦迪管；低压管和冷却管的软管一般采用NBR/CR或CPE，低压管采用邦迪管或铝管；本车型的高压软管采用CSM。

本车型转向系统的油管经96h，120℃高温箱试验后，出现不同状态，如图3。

浸泡高压软管的液体明显变黑，冷却管的液体颜色变浑浊，低压管、吸油管的液体颜色变化不大。由此推断高压管是转向液变黑的主要原因。

不同车型不同供应商的高压管、冷却管同时放在高温箱做对比试验。

经过100h，120℃高温箱试验后，出现不同状态，如图4。

高压管高温浸泡转向液后，B、C车型（同一供应商）的转向液颜色变化较小，稍显浑浊，本车型（与B、C不同供应商）的转向液明显变黑。

对本车型的高压管、发黑液进行GC-MS分析。转向液在高温下，不断溶胀萃取橡胶，使橡胶中的固体颜料1-甲级哌嗪、酞菁染料、邻苯二甲酸酯类增塑剂进入转向液，酞菁染料在有机体中显黄绿色，酒红色的转向液与黄绿色的酞菁染料等混合，依据三原色原理呈现黑色。

3、方案验证

3.1改善转向系统冷却油管管路，降低转向系统温度

为降低转向液温度，通过把低压管直径加粗2mm以及改善冷却油管管路走向，把冷却管前移，布置在前格栅处，便于通风，从而达到降低油罐中转向液温度的目的。以本车型（5MT）进行优化，优化后的方案经实车测试转向液温度明显降低，8字工况后转向液温度由95℃降到83.7℃；怠速原地转向温度由117.1℃降到89℃，降低28.1℃。

3.2改进高压管材质，优化低压管材质

供应商改进了高压软管的材质配方已通过高温箱对比试验，并经道路可靠性路试验证6146Km后，转向液与此前“发黑状态”有明显改善，如图7。

4、结论

在解决此问题的过程中，通过调整冷却油管的走向，优化转向高压油管的材质，从而有效解决了转向液变黑问题。通过解决此问题，使我认识到转向系统在设计时需注意的问题：

（1）转向系统软管材质必须耐高温，不同供应商 ，同一材质，必须验证材质性能，同时建议采用体系内供应商，不但可以缩短开发周期，节省开发成本，还能减小开发风险。

（2）前期设计时尽量把转向冷却管布置在易通风的位置，便于降低转向系统温度，有利于延长转向系统零部件的使用寿命及提高转向系统的安全性能。

（3）转向系统各零部件的清洁度必须满足企业标准的要求。

[1] 王霄锋.汽车底盘设计（第一版）[M].北京:清华大学出版社,2010 (04).

[2] Q/HMA 2004-2014汽车自动变速箱液技术条件[S].

[3] Q/HMA 3167-2010液压转向系统清洁度要求[S].2015.7.14.

[4] GB/Z 20423-2006液压系统总成.清洁度检验[S].

A vehicle steering fluid black problem analysis

Liu Weihong, Guan Xiongfei, Xie Xianling
（Haima Bussines Automobile R&D Co., Ltd., He’nan Zhengzhou 450016）

In a model in the hydraulic power steering fluid black problem in the process of system development, this article, through high temperature box contrast test method are analyzed, mainly because of steering system temperature on the high side and the high pressure pipe is not high temperature resistant, etc., and puts forward the corresponding corrective actions, and through the road reliability test certificate.

Hydraulic; Steering System; power steering fluid; black

U463.4

A

1671-7988（2015）09-132-03

刘伟红，就职于海马轿车有限公司，主要从事汽车底盘设计及研发工作。