汽车转向系统技术状况标准及检测-汽车使用性能与检测

2023-10-11 理论教育版权反馈

【摘要】：该配合状况直接影响汽车操纵稳定性和行车安全性。转向盘自由转动量和转向力的检测，应采用专用检测仪进行。知识点二最小转弯直径技术状况检测1.内轮差和最小转弯半径的技术标准转向轴和后轴的内轮印迹中心在车辆支承平面上的轨迹圆之差，被称为内轮差，如图3-4 所示，两条弧线的差值为内轮差。

【知识引导】

知识点一　转向盘自由转动量及转向力检测

1.转向盘自由转动量及转向力的检测标准

转向盘自由转动量是指汽车转向轮保持直线行驶位置静止时，轻轻左右晃动转向盘所测得的游动角度。转向盘的转向力是指在一定行驶条件下，作用在转向盘外缘的圆周力。

这两个诊断参数主要用来诊断汽车转向轴和转向系中各零件的配合状况。该配合状况直接影响汽车操纵稳定性和行车安全性。因此，对于新车和在用车都必须进行上述两项诊断参数的检测。转向盘自由转动量和转向力的检测，应采用专用检测仪进行。

按照国家标准《机动车运行安全技术条件》（GB 7258—2017）的规定，方向盘自由转动量和转向力应符合以下要求。

（1）方向盘自由转动量检测标准

机动车方向盘的最大自由转动量不允许大于：

① 最高设计车速不小于100 km/h 的机动车的标准为20°；

② 三轮汽车的标准为45°；

③ 其他机动车的标准为30°。

（2）方向盘转向力检测标准

机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的水泥或沥青道路上行驶，以10 km/h 的速度在5 s 之内沿螺旋线从直线行驶过渡到直径为25 m 的圆周行驶，施加于方向盘外缘的最大切向力不应大于245 N。

2.转向盘自由转动量及转向力的检测设备

（1）转向盘自由转动量检测仪

可用简易转向盘自由转动量检测仪检测转向盘的自由转动量，且简易转向盘自由转动量检测仪只能检测转向盘的自由转动量。该仪器主要由刻度盘和指针两部分组成，刻度盘和指针分别固定在转向盘轴管和转向盘边缘上，如图3-2 所示。

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图3-2　简易转向盘自由转动量检测仪示意图

测量前应先安装好简易转向盘自由转动量检测仪，测量时应使汽车的两转向轮处于直线行驶位置，轻轻向左（或向右）转动转向盘至空行程一侧的极端位置，调整检测仪指针指向刻度盘零度。然后，再轻轻转动转向盘至另一侧空行程极端位置，指针所示刻度即为转向盘的自由转动量。

（2）转向参数测量仪

用转向参数测量仪检测转向盘自由转动量和转向力。国产ZC-2 型转向参数测量仪，是以微机为核心的智能仪器，可测得转向盘自由转动量和转向力。该仪器由操纵盘、主机箱、连接叉和定位杆四部分组成，如图3-3 所示。

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图3-3　ZC-2 型转向参数测量仪

操纵盘由螺钉固定在三爪底板上，底板经力矩传感器与3 个连接叉相连，每个连接叉上都有一只可伸缩长度的活动卡爪，以便与被测转向盘相连接。主机箱为一圆形结构，固定在底板中央，其内装有接口板、微机板、转角编码器、打印机、力矩传感器和电池等。定位杆从底板下伸出，经磁力座吸附在驾驶室内的仪表盘上。定位杆的内端连接有光电装置，光电装置装在主机箱内的下部。

测量时，把转向参数测量仪对准被测汽车转向盘中心，调整好3 个连接叉上伸缩卡爪的长度，与转向盘连接并固定好。转动操纵盘，转向力通过底板、力矩传感器、连接叉传递到被测转向盘上，使转向盘转动以实现汽车转向。此时，力矩传感器将转向力矩转变成电信号，而定位杆内端连接的光电装置则将转角的变化转变成电信号。这两种电信号由微机自动完成数据采集、转角编码、运算、分析、存储、显示和打印。因此，使用该测量仪既可测得转向盘的转向力，又可测得转向盘的自由转动量。

3.转向盘自由转动量及转向力检测项目实施

（1）检测方法

转向盘转向力的检测方法有多种，目前应用最多的有路试检测和原地检测两种。

路试检测将转向参数测量仪安装在被测的转向盘上，让汽车在平坦、硬实、干燥和清洁的路面上，以10 km/h 的速度，在5 s 内沿螺旋线从直线行驶过渡到直径为25 m 的圆周行驶，测出施加于转向盘外缘的最大圆周力，该力即为转向盘转向力。

原地检测为将转向参数测量仪或测力弹簧安装在被测的转向盘上，将汽车转向轮置于转角盘上，通过测力装置转动转向盘，使转向轮达到原厂规定的最大转角，在转向全过程中测出最大操纵力，该力即为转向盘转向力。

（2）检测步骤

用转向参数测量仪检测时：

① 被检车辆置于平坦、干燥、清洁的硬质地（路）面，转向轮保持回正位置，发动机熄火。(www.chuimin.cn)

② 将转向力-角测量仪安装在被检车辆的转向盘上。

③ 转向力-角测量仪设为峰值保持并清零，转动转向力-角测量仪的操纵盘至一侧有阻力且车轮将要转动时止，角度值记作A1，再转至另一侧有阻力且车轮将要转动时止，角度值记作A2，A1与A2间的自由角度即为转向盘最大自由转动量。

用简易检测仪检测时：

① 在良好的水平路面停放汽车，使前轮位于直线行驶位置。

② 将刻度盘和指针分别固定在转向盘轴管和转向盘边缘上。

③ 当转向盘转至自由转动的一侧有阻力位置时调整指针对零，再向另一侧轻轻转动转向盘，当手感变重时指针所经过的角度即为转向盘的自由转动量。

知识点二　最小转弯直径技术状况检测

1.内轮差和最小转弯半径的技术标准

转向轴和后轴的内轮印迹中心在车辆支承平面上的轨迹圆之差，被称为内轮差，如图3-4 所示，两条弧线的差值为内轮差。

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图3-4　汽车内轮差示意图

按照国家标准《机动车运行安全技术条件》（GB 7258—2017）的规定，机动车辆的最小转弯直径以前轮轨迹中心为基线，其测量值不得大于24 m。当转弯直径为24 m 时，前转向轴和末轴的内轮差（以两内轮轨迹中心计）不得大于3.5 m。

2.车辆转弯通道圆的技术标准

如图3-5 所示，转向盘转至极限位置时，图中两圆之间的通道为车辆转弯通道圆。车辆上所有点在车辆支承平面上的投影均位于最大内圆和最小外圆之间。车辆有左和右转弯通道圆，转弯通道圆的最大内圆直径越大，最小外圆直径越小，车辆所需的通道宽度越窄，通过性越好。

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图3-5　车辆转弯通道圆

最小转弯半径和内轮差都影响到汽车运动的机动性，例如在仓库装卸货物或在车库内停车、取车等，都需要在很小的场地调动车辆。国标是用通道圆试验来检验车辆在小面积内的通过能力的。

《机动车运行安全技术条件》（GB 7258—2017）引用《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》（GB 1589—2016）的部分内容，要求汽车（包括汽车列车等）必须能够在一个车辆通道圆内通过，车辆通道圆的外圆直径D1为25.00 m，内圆直径D2为10.60 m。当汽车由直线行驶过渡到上述圆周运动时，车辆外摆值（即车辆外侧任何部分超出直线行驶时的车辆外侧垂直面的值，即图3-5 中的T 值）不得大于0.80 m。在此试验过程中，车速应控制在5～10 km/h。

3.最小转弯半径检测项目实施

（1）试验条件

根据《汽车最小转弯直径、最小转弯通道圆直径和外摆值测量方法》（GB/T 12540—2009）的规定，最小转弯直径试验需具备以下条件：

① 试验场地为平整的混凝土或沥青地面，其大小应能允许车辆做直径不小于30 m的圆周运动。

② 汽车装备的轮胎应符合该车技术条件的规定。

③ 汽车的车轮定位参数和转向轮的最大转角应符合该车技术条件的规定。

④ 汽车处于空载状态，只乘坐一名驾驶员，全轮着地（对最小转弯通道圆外圈直径接近25 m 的车辆，应增加满载状态下的试验）。

⑤ 测量仪器：钢卷尺，量程不小于30 m，精度不小于0.1%。

（2）试验步骤

① 根据需要，选择在车身上离转向中心最远点、最近点和车轮胎面中心上方安装行驶轨迹显示装置。

② 汽车处于最低前进挡并以较低的车速行驶，转向盘转到极限位置并保持不变，稳定后启动轨迹显示装置，车辆行驶一周，显示各测点在地面上封闭的运动轨迹，然后将车开出测量区域。

③ 用钢卷尺测量各测点在地面上形成的轨迹圆直径，应在相互垂直的两个方向测量，测量时应向左、向右移动，读取最大值；取两个方向测量值的算术平均值作为试验结果。