转向盘自由行程的检查

转向盘自由行程的检测
转向盘自由行程是指汽车保持直线行驶位置不动时，左右晃动转向盘时所测得的角间隙（游动角度）。转向盘自由行程是转向系统中各零件配合状况的一个综合诊断参数，当它超过规定值时，说明从转向盘至转向轮的传动链中一处或几处的配合松旷，该配合状况直接影响到汽车的操纵稳定性和行车安全。转向盘自由行程过大时，将造成驾驶员工作紧张，并影响行车安全。

实验前准备工作

下面以山东龙口电子设备厂生产的AM一2012型转向力角测量仪为例，先将转向力角测量仪、测力方向盘及电源的电路连接好，然后对转向力角测量仪调零。

1）转向角度的调零

接通电源后，将【角度/牛顿】键置于【角度】位置，此时显示转向角度数，再分别将【实时/保持】键置于【实时】位置，【测量/标定】键置于【测量】位置，然后旋转转向盘的标准杆，使数字显示屏读数为零。

2）转向力的调零

接通电源后，将【角度/牛顿】键置于【牛顿】位置，此时显示转向力数值。在测力转向盘不受力的情况下，此时显示为零。若有较小的偏移，可用小改锥调整“零点”电位器，直至显示零为止。

3）测力转向盘的安装
（1）在驾驶室内选择一个可固定标准杆的凸物，在转向角调零后，用布带或钢丝绳拉紧并固定标准杆，但要注意不妨碍转向盘的转动，并有利于驾驶。
（2）调整测力转向盘上卡爪的长度，使其与被测车的转向盘完全对准，然后紧固卡爪上的螺钉，将两个转向盘固定在一起。
（3）将转向盘上的电缆插头插入仪表接口。

5.注意事项
（1）标准杆为敏感元件，靠应变片的变形将模拟信号转变为电信号，在安装和拆下测力转向盘时应小心，以免损坏敏感元件。
（2）为了减少测量误差，应使用多次测量求平均值的方法对汽车的转向参数进行测量，以减少误差。
（3）选择平整和有足够空间的场地进行试验。
（4）熟悉仪器的使用规则，以免损坏仪器和造成较大的测量误差。
（5）试验汽车应按厂方规定装备齐全的汽车，轮胎、轮辋轮胎气压必须符合厂方要求。

6.仪器结构功能
本次试验主要用到的仪器有转向力角测量仪、测力转向盘、电源及试验汽车。

1）转向力角测量仪
转向力角测量仪的外形。在转向力角测量仪的正面，显示屏的主要作用是显示所要测量的值；“零点”是调整电位器，对仪器进行调零，使测量较为准确；“增益”也是调整电位器，对仪器的标定值进行调整；“左转/右转”、“实时/保持”、“转力/转角”和“测量/
标定”四个按钮，通过按下和弹出实现功能的转换，根据需要测量转向参数。转向力角测量仪的背面，主要是仪器的开关和相关的电源、输入和输出的接头，对测量线路进行正确连接，实现仪器的功能。

2.侧立转向盘

三个连接叉上的伸缩卡爪的长度可以调节，用于把测力转向盘对准转向盘的中心，并与转向盘连接和固定好。标准杆用于选取适当的测量位置对转向参数进行测量，并通过里面的敏感元件将模拟信号转变成数字信号传送到转向力角测量仪上，经过转向力角测量仪的计算和分析在显示屏上把转向参数显示出来。测力转向盘的作用是用于控制转向盘转动适当的转向量，对转向进行控制。

3）电源
电源即汽车上的电瓶，为转向力角测量仪提供电能。

4）试验汽车
试验汽车应按厂方规定装备齐全的汽车，试验前应对前轮定位、转向系统，悬架系统进行检查和调整，并按规定进行润滑和紧固，只有认定汽车已符合厂方规定的技术条件时，才能进行试验。
试验汽车所用轮胎和轮辋型号规格必须符合厂方规定，如试验时使用新轮胎，试验前轮胎至少应经过200km正常行驶的磨合；如试验时使用旧轮胎，试验终了时，测量残留花纹的高度应不小于0.15cm。
试验时，轮胎气压必须符合厂方规定。

7.操作步骤
1）转向盘自由行程的检测
（1）在平坦、硬实、干燥和清洁的路面上停放汽车，使汽车的两转向轮处于直线行驶位置不动。
（2）将转向力角测量仪安装在被测车的转向盘上，并连接好仪器的电源。
（3）将转向力角测量仪上的【角度/牛顿】键置于【角度】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（感到有阻力），这时调节仪器的零点电位器对转向力角测量仪进行调零，然后，再轻轻转动转向盘至另一侧空行程极端位置，这时转向力角测量仪屏幕上显示的数值就是转向盘的自由行程。
一般来说，转向盘从相应于汽车直线行驶的中间位置向任何一方的自由行程最好不超过10°~15°，若超过时，应认真检查并调整转向系统各部分的松动。

2）转向盘转向力的检测
测量时，将转向力角测量仪对准被测转向盘中心，调整好三个伸缩爪的长度，使之与转向盘牢固连接后，转动操纵盘。操纵盘的转向力通过底板、力矩传感器、连接又传递到被测转向盘上，驱使转向轮偏转，从而实现汽车的转向。此时，标准杆的内端受力矩作用，其内端的应变片组成的电路发生变形，将转向盘的转向角的变化转化为电信号并传送。信号输送至主机箱后，由装在其内的微机自动完成数据采集、转角编码、运算、分析、存储并显示所测结果。检测转向力时，将转向参数测量仪安装在被测的转向盘上后，将转向力角测量仪上的【角度/牛顿】键置于【牛顿】位置，然后按规定条件缓慢地转动转向盘，通过转向力角测量仪屏幕上显示的数值就可测出转向盘的转向力。当无检测仪器时，可通过弹簧秤沿切向拉动转向盘的边缘来测量转向力。
转向盘转向力的检测方法有多种，目前应用最多的有如下两种。

（1）路试检测：

将转向力角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10km/h的速度，在5s之内沿螺旋线从直线行驶过渡到直径为24m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。

（2）原地检测：

将转向参数测量仪或测力弹簧安装在被测的转向盘上，使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。
转向系统技术状况应正常，转向盘转向力应符合标准以保证汽车转向轻便、操纵稳定性好、行车安全。转向盘转向力受多种综合因素的影响，如果行驶系统技术状况良好，车轮定位、轮胎气压正常，而转向盘转向力过大，则说明转向系统存在故障，其故障可能是：转向系统部件装配过紧、配合间隙过小、调整不当、润滑不良及传动杆件变形等。

3）转向轻便性检测
（1）试验条件。
①试验车应按厂方规定装备齐全、轮胎和轮辋型号规格及轮胎气压符合厂方规定、试验时汽车为最大总质量状态。
②试验场地应为干燥、平坦、清洁的水泥或沥青路面，任意方向上的坡度不大于2%。试验路径为双纽线，双纽线的最小曲率半径为试验汽车最小转弯半径乘以1.05，并圆整到比此乘积大的一个整数。双纽线最宽处，定点和中点（即结点）的路径两侧共放置16个标桩。标桩与试验路径中心线的距离按汽车的轴距确定。当试验汽车轴距大于2.5m时为车宽的1/2加50cm，当试验汽车轴距小于或等于2.5m时为车宽的1/2加30cm。③气候：试验时，风速不大于5m/s，大气温度在5~32℃之间。

（2）测量变量和仪器设备。
①测量仪器有测力转向盘，X一Y函数记录仪或其他功能的仪器，标明试验路径的标桩
②测量变量有转向盘作用力矩、转向盘转角、汽车前进速度和转向盘直径。

（3）测试方法。
①按规定画好双纽线路径并设置标桩。
②接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。
③汽车以低速直线滑行，驾驶员松开转向盘，停车后，记录转向盘中间位置及转向盘力矩零线。
④驾驶员操纵转向盘使汽车沿双纽线路径行驶，车速为10=lkm/h。待车速稳定后，开始记录转向盘转角及力矩，并记录（或显示）车速作为监督参数。直到汽车绕双纽线行驶满三周后，停止记录。在记录时间内，保持车速稳定及不准撞倒标桩。

8.数据标准与故障分析
根据国家标准GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》的规定，机动车转向盘的自由转动量、转向力和转向轻便性应符合以下要求。

1）转向盘自由转动量
转向节及臂、转向横直拉杆及球销应无裂纹和损伤，并且球销不得松旷；横直拉杆不得拼焊。机动车转向盘的最大自由转动量不允许大于以下值：

（2）三轮汽车为45°。
（3）其他机动车为30°

2）转向盘转向力
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10km/h的速度在5s之内沿螺旋线从直线行驶过渡到直径为24m的圆周行驶，施加于转向盘外缘的最大切向力不应大于245N。

3）转向轻便性
（1）机动车的转向盘应转动灵活、操纵轻便、无阻滞现象。车轮转到极限位置时，不得与其他部件有干涉现象。

（2）机动车转向轮转后应有自动回正能力，以保持机动车稳定直线行驶。
（3）机动车辆在平坦、硬实、干燥和清洁的水泥或沥青路面上行驶，其转向盘不得有摆振、路感不灵、跑偏或其他异常现象。
（4）机动车的最小转弯直径以前轮外轮轨迹中心线为基线测量，其值应不大于24m。当转弯直径为24m时，前转向轴和后轴的内轮差（两内轮轨迹中心线间的距离）应不大于3.5m。