汽车机械液压转向系统转向沉重改进提升

刘立辉 李涛 徐伟 黄海庆

摘 要： 液压转向系统因以液体为载体，内部清洁度的控制至关重要，每个清洁度的指标超差都可能带来整个系统的失效。

一、背景

某车型售后市场反馈出现转向助力泵失效导致无助力，市场故障率为10.2‰，故障里程均为20000-50000公里，属于中期失效。但因无助力导致行驶时方向较难控制，客户抱怨较大，为了分析解决该问题，专门成立了问题分析整改小组进行分析改进。

机械液压转向系统由助力液储液壶、液压助力泵、液压助力齿轮齿条转向器、和管路组成。通过液压泵（由发动机皮带或齿轮带动）提供油压推动活塞，进而产生辅助力推动转向拉杆，辅助车轮转向。

二、转向沉重分析

结合市场采用更换助力转向泵的方式进行了车辆修复，遂对可疑故障件“助力泵”进行系统分析。

1.对助力泵进行基本性能测试。结果如下：

2.进行进一步拆解：

助力泵内部存在大量磨损，配流盘出现了异常磨蚀痕迹

3.检测内部残余物质

对内部残余物质进行过滤、烘干，其检测结果如下：

通过拆解及显微分析，杂质中主要为沙粒、纤维以及少部分金属杂质，其中高硬度材料，如石英等材质在清洁度标准中是不允许存在的。通过以上的拆解，可以非常肯定的锁定，配流盘磨损的原因是来自外界的污染物。因污染物的来源渠道非常广，所以为了进行系统性提高清洁度，降低因磨损造成的转向沉重，决定对清洁度系统进行提升。

三、清洁度的提升

该车型转向系统，各个零部件均有单独的清洁度要求。见下表：

清洁度要求清洁度控制是一项系统工作，任何一个环节都可造成清洁度无法满足标准。对于上述零件经查，各个零件在清洁度重量上均能得到有效控制，但供应商在颗粒物大小上依然存在控制漏洞。因部分零件为进口件，故本报告主要针对齿轮齿条转向器（以下简称转向器）、储液油壶、转向油管三个零件进行重点介绍。

3.1转向器清洁度提升

转向器的污染物主要有加工和装配过程中产生的铁屑和铝屑以及部分纤维。对转向器生產过程进行调查，发现转向器在生产过程中存在加工毛刺，加工产生的毛刺未及时清理，在后期装配、使用过程中，脱落的金属毛刺会损伤油封以及其他精密密封件，造成转向失效。

加工控制：毛刺主要产生在贯穿孔，以及螺纹孔内部，控制其毛刺的有效方式：1）对于贯穿孔采用铁刷进行毛刺去处。2）对于螺纹加工产生的铝屑等可以采用目前比价成熟的无屑攻丝加工方式（挤压加工），可有效降低螺纹孔切屑残留80%。

清洗控制：转向器所有零部件需要经过清洗后才可以进行上线装配，清洗质量直接决定了清洁度质量。清洗主要采用超声波清洗和喷淋清洗，清洗主要控制清洗液的PH值、清洗液浓度、清洗机过滤网过滤能力等。

仓储物流：仓储以及运输过程中主要需要考虑零件的周转、包装的影响，避免对清洁度存在二次污染的影响，在这个环节中极易造成纤维以及粉尘的污染。

3.2转向油壶清洁度提升

转向油壶污染物主要来源于油壶生产过程中存在的飞边、毛刺脱落以及在油壶生产过程中采用的木头工装产生的木屑，其特点为颗粒物较大。其主要控制点：

生产控制：1）对油壶吹塑成型后，需要对油壶飞边进行细致清理，并用气枪将清理的飞边进行吹洗。2）滤网装入前增加清洗工序，目的是确保油壶在滤网装入前杂质被清理干净。

物流包装：零件包装需要考虑进行防尘处理，在生产过程中采用塑料带将油壶进行包装，避免零件直接接触外部环境。

3.3管路清洁度管控

管路系统主要的污染物为：纤维、橡胶、铝毛刺。其污染源来自管路的二级物料，生产及装配产生的飞边、毛刺以及手套、工作台等环境中携带的纤维。

生产控制： 1）对二级件增加清洁度要求，并在上线前进行吹洗和毛刺检查上线；2）将员工工作普通手套更换为无纺布手套减少过程纤维；3）增加对软管焊接后进行残渣清理，避免直接上线。

物流包装：软管两头必须采用防尘盖进行防护，总装在生产装配时采用即装即拔，避免污染。

四、提升效果

在2016年9月10日对上述各个供应商风险点进行管控和提升后，经过2017年全年的跟踪，改进后的故障件，在使用同样的里程，以及时间情况下，故障率较2016年9月份之前生产车辆降低了89.4%，三包成本大大降低。当然在清洁度提升上依然还有很多路要走，我们不但要在转向系统上继续推挤提升，同时也要扩展到制动系统以及其他油路系统。

参考文献

[1] 陈家瑞 《汽车构造.下》 机械工业出版社2009.6.