汽车循环球式转向器输入端漏油故障分析及改进对策

祁丽华

豫北汽车动力转向器有限公司，河南新乡 453003

汽车循环球式转向器输入端漏油故障分析及改进对策

祁丽华

豫北汽车动力转向器有限公司，河南新乡 453003

转向器输入端漏油是转向器漏油故障模式中较为常见的一种。本文针对豫北循环球式转向器的漏油故障进行了一系列实验分析，找出了转向器输入端漏油的根本原因。通过对输入端密封、防尘盖等零件设计结构的改进，有效地解决了转向器输入端漏油问题。

汽车转向器；输入端漏油；故障分析；改进对策

1 本文研究的背景和意义

转向器漏油问题是转向器各类故障中较为典型的故障，也一直是世界性的难题。转向器漏油虽然不会影响转向系统的使用性能，也不会涉及到驾驶的舒适性和安全性，但是它会直接影响到使用者的心情，降低产品在客户心目中认知度和对产品质量的信任度，同时还会对环境造成一定的污染。

转向器漏油故障模式主要包括输入端漏油、输出端漏油、结合面漏油等。转向器输入端漏油是转向器漏油故障里比较典型且较为常见的一种，虽然技术人员一直在关注，并通过实验进行各种改进以减少问题的发生，但是想把问题彻底解决确实不容易。

2 输入端漏油故障的机理分析

本文将以输入端漏油为例，具体阐述转向器漏油的机理及处理方法。

2.1 漏油故障原因推测

为了解决输入端漏油问题，本文对豫北公司2010年4月～2010年8月客户反馈比较集中的ZDZ8转向器49台漏油故障品进行了系统地筛选分析。

首先对漏油问题进行潜在失效模式分析，找到可能导致转向器输入端漏油问题产生的所有潜在因素，见表1。

表1 转向器漏油根本原因分析表

2.2 漏油故障原因实验验证

根据以上各类原因分析，针对每一个问题进行实验验证，以便确定真正导致此次故障的根本原因。

2.2.1 油封材料实验验证

对于第一个问题，油封橡胶材料选用问题，该材料选用HNBR，其物理性能测试报告显示为格，表明材料问题不是输入端漏油问题的潜在根本原因。

2.2.2 输入轴尺寸实验验证

对于怀疑输入轴尺寸不合格问题，用千分尺检测与油封配合处外圆尺寸，检测5件故障件（非磨损部位）尺寸分别为 ：1）Φ19.982mm、2）Φ19.984mm、3）Φ19.988mm、 4）Φ19.986mm、5）Φ19.987mm。与标准直径Φ19.972～Φ19.993mm相比，均在合格范围内，所以，该项也不是输入轴漏油的潜在根本原因。

2.2.3 油封配合处粗糙度实验验证

在检测仪上检测油封配合处外圆粗糙度，检测5件故障件（非磨损部位）结果为 1）Ra0.38、2）Ra0.32、3）Ra0.34、4）Ra0.36、5）Ra0.34。与标准Ra0.4相比，均在合格范围内。所以可以确定输入轴粗糙度不合格问题不是输入轴漏油的潜在根本原因。

2.2.4 材料硬度实验验证

在硬度机上检测5件故障件（非磨损部位），结果为：1）52 HRC、2）54 HRC、3）53 HRC、4）53 HRC、5）54 HRC。 与 标准50HRC～55HRC相比，均在合格范围内，因此排除了输入轴硬度低的影响。

2.2.5 油封唇口设计合理性实验验证

针对油封唇口设计不合理这一影响因素。对发生外泄漏的油封拆分检查。检测结果显示：皮碗唇口磨损异常、转向轴外圆有沟痕。

根据油封检测结果可以初步判断，该项问题可能是输入轴漏油的潜在根本原因。

2.2.6 油封唇口装配划伤实验验证

问题分析到这里并没有真正结束，为彻底查明原因，又对操作现场进行检查。检查发现，在转向器总成装配时，完全按照工艺要求进行，即输入轴花键是加戴保护套进行装配的。对100件组件进行检查，未发现有油封唇口划伤现象。所以，排除了装配时油封唇口划伤对输入轴漏油的影响。

2.2.7 装配清洁度实验验证

通过现场检查和对100件装配过程的跟踪，未发现装配过程异常。按照设计给出的清洁度检测方法，用精密天平测定转向器内部异物质量，均在标准要求范围内，见表2。

表2 装配清洁度检查表

经过现场检查分析，可以确定装配未按作业标准执行和装配清洁度差两项均不是输入轴漏油的潜在根本原因。

2.2.8 用户使用后清洁度实验验证

对于非常关注的用户使用后转向器清洁度差这项原因，用精密天平对转向器编号为08B25077的故障件做清洁度检查，结果各项指标均在标准范围内。所以，也排除了此项问题的影响。

3 解决输入端漏油故障的方案及改进对策

根据以上分析，判定第5项原因为根本原因，随即对其进行了加以重点整改，解决方案如表3。

ID 可能原因 操作定义 测量结果是否根本原因是否需要改进X1 油封橡胶材料 对材料进行物理性能测试 OK NO NO X2 输入轴尺寸不合格用千分尺检测与油封配合处外圆尺寸 OK NO NO X3 输入轴粗糙度不合格检测仪上检测油封配合处外圆粗糙度 OK NO NO X4 输入轴硬度低 在硬度机上检测洛氏 OK NO NO X5 油封唇口设计不合理对发生外泄漏的油封拆分检查，看油封是否存在异常 NO YES YES X6装配工装无法保证不碰伤油封唇口检测是否有划伤油封现象（100台） OK NO NO X7 装配未按作业标准执行 评审装配过程 OK NO NO X8 装配清洁度差 用精密天平测定异物质量 OK NO NO

表3 输入端漏油要因分析表

根据分析判断并根据以往在漏油方面积累的经验，详细制定了以下整改措施：

1 ）改进防尘盖结构，提高防泥水腐蚀能力

整改措施分析：由于各车况使用环境不同，在泥水较多路段行驶时，泥水进入油封外部，腐蚀和磨粒磨损，导致转向轴产生沟痕，密封失效。

2 ）重新设计油封，增加防尘唇口，提高防泥水能力

整改措施分析：由于油封安装配合尺寸限制，目前为单唇口，防尘效果不理想。由单唇口改为双唇口设计，加强密封效果。

4 实际效果与结论

通过整改措施的实施，对改进效果进行了跟踪验证：

1 ）改进后的油封和防尘盖通过泥水试验及台架可靠性试验，效果显著。样件通过江铃公司试装确认，目前已经批量切换，用户反映较好；

2 ）改进后的油封和防尘盖结构产品， 装配600件发其他主机厂验证，效果良好。

3 ）到目前为止，改进后的产品未收到客户输入端漏油反馈。

通过对此次问题的跟踪整改，不但解决了此次输入端漏油的故障，给客户一个满意答复，同时增加了公司在治理漏油故障方面的经验，加强了售后服务方面能力。

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TU46

A

1674-6708（2012）59-0108-02

祁丽华，工程师，研究方向：汽车转向器性能研究