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汽车转向管路低温失效分析及优化【摘要】介绍了低温对转向系统性能的影响,基于某款车型液压助力转向系统开发过程中由于低温环境导致的转向系统失效模式,指出低温环境对转向系统回油管路内压力的影响,分析产生回油管路脱开的原因并提出相应的解决措施【关键词】液压助力转向系统;转向液;回油管路;渗漏随着汽车研发技术和人们生活水平不断提高,人们对汽车的操纵性要求也越来越高,为提高汽车的转向操纵性能,目前汽车上广泛地采用动力转向系统动力转向系统按传力介质不同分为气压式、液压式和电动式三种液压助力转向系统运行的液压是由转向泵产生的,转向液的量及压力是由位于转向泵内的液流捽制阀调节的发动机启动后,转向泵开始工作,转向油罐中的转向液经吸油管进入转向泵,转向液经过转向泵后,在出油口处变成高压油液,高压油液经过油管进入转向器转向器内转向液经转向小齿轮输送到转向阀,控制阀控制液体压力并改变液流流向液体被引向动力缸相应的一侧,并在此产生齿轮齿条推动力[l]o由于液压助力转向系统相应性价比更高,已在各种汽车上获得广泛应用动力转向系统再给人们带来各种便利的同时,相应的问题也随之出现液压助力转向系统在开发中会遇见各类问题,如转向系统内密封不严导致转向油液渗漏便一直是影响转向系统正常工作的难点之一而影响转向系统渗漏的因素各种各样,其中温度的影响就需要我们引起高度的重视,由于转向液的渗漏甚至油管的爆裂导致转向助力失效,将会给汽车正常行驶留下极大的安全隐患,有必要对转向系统的管路脱开进行相应的分析及研究本文主要分析了低温情况下转向I可油管路脱开的原理,并通过试验分析的方法对转向系统进行改善,以解决转向回汕管路低温情况下脱开的问题
1、问题描述对某款车型的转向系统问题进行统计汇总,在黑河进行冬季高寒试验过程中HI现动力转向回油胶管与金属管连接处脱开问题环境温度-3℃以卜,有必要对该问题进行立项分析和改进
2、问题原因分析低压管由于压力较低,故低压管与其他零件的连接主要采用弹簧夹箍进行连接,设计时应注意使弹簧夹箍与橡胶管有足够的紧固力,连接和密封应力求简单方便、牢固可靠
[2]经对转向回油管脱开问题进行分析,总结出如卜信息
2.1回油管路接头脱开问题具有区域集中性,仅发生在东北地区,在海南进行的试验车辆未出现此问题
2.2问油管路接头脱开问题具有具有季节性,仅发生在冬季,在进行夏季试验时未反馈此问题
2.3回汕管路接头脱开问题具有车型集中性,仅发生在此车型,同步试验的不同车型未反馈此问题
2.4上特点,确定失效模式发生受温度影响较大,环境特点为-30C以下低温环境
2.5效原因排查
3.1低压管由于工作压力较低,故低压胶管与硬管连接主要采用钢带型弹簧环箍进行连接设计拉脱力为>500N,转向硬管与胶管配合尺寸采用标准配合尺寸,经过拉脱力测试,满足设计要求
3.2对系统不同温度回油压力进行测试
3.3经最终排查,确定产生失效的原因如下:转向回油管长度较长为4650mm,油液低温粘度较大为20000mPas,导致转向系统回油压力在・30°C时峰值为
3.3MPa,大于管路最小保压能力
2.5MPa,-40℃时达到
5.7MPa,超过管路的低温最小爆破压力5MPao
4、效果验证
4.1方案确定根据上述原因分析,采取如下方案进行验证方案一将转向回油管长度由4650mm变更为2500mm,进行低温回油压力最大为
2.7MPao方案二将转向液更换为低温性更好的转向液,其-40C时动力学粘度由20000mPas更改为1050mPas,进行低温转向系统回油压力测试最大压力为
2.1MPa
4.2方案选择经对方案进行测试对比,减短回油管路后影响转向系统散热性能,最终选择方案二
4.3效果验证,经对更换油液后车辆到黑河进行冬季高寒耐久试验验证,未再次出现此失效模式,彻底解决了回油管路脱开的问题
5、结论
5.1通过本文的分析明确了该车转向系统回油管路脱开问题是由于转向管路布置、转向油液耐低温流动性能等综合因素引起的,通过进行相应优化后,转向系统低温回油压力有了明显的降低
5.2通过本文的研究为以后解决此类问题提供了宝贵的经验,以后遇到类似情况时可通过调整相应参数,使问题得到解决参考文献
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[2]陈燕,陈竹君,陈丹晔.汽车液压助力转向系统转向液渗漏的分析及处理.润滑与密封,
2009.。