劉偉紅，關(guān)熊飛，謝先領(lǐng)

（海馬轎車有限公司，河南 鄭州 450016）

某車型轉(zhuǎn)向液變黑問(wèn)題分析

劉偉紅，關(guān)熊飛，謝先領(lǐng)

（海馬轎車有限公司，河南 鄭州 450016）

針對(duì)某款車型在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的轉(zhuǎn)向液變黑問(wèn)題，文章通過(guò)高溫箱對(duì)比試驗(yàn)等方法進(jìn)行了分析，主要由于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溫度偏高及轉(zhuǎn)向高壓油管不耐高溫等，同時(shí)提出相應(yīng)的整改措施，并通過(guò)道路可靠性路試驗(yàn)證。

液壓；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；轉(zhuǎn)向液；變黑

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.09.043

CLC NO.: U463.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)09-132-03

引言

助力轉(zhuǎn)向液是加注在汽車液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)里面的一種特殊液體，起到傳遞轉(zhuǎn)向力和緩沖的作用，通過(guò)液壓作用使方向盤變的非常輕巧。轉(zhuǎn)向液的狀態(tài)直接影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性能。影響轉(zhuǎn)向液的因素包括：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溫度、零部件材質(zhì)、清潔度及轉(zhuǎn)向液本身質(zhì)量等。如何保證轉(zhuǎn)向液在使用過(guò)程中的各項(xiàng)性能滿足要求是在設(shè)計(jì)階段必須考慮的問(wèn)題。為防止助力轉(zhuǎn)向液過(guò)臟或變質(zhì)，建議兩年或三萬(wàn)公里更換一次轉(zhuǎn)向液。

1、問(wèn)題描述

某轎車在進(jìn)行道路可靠性路試的主觀評(píng)價(jià)時(shí)，發(fā)現(xiàn)該車型的轉(zhuǎn)向液有明顯變黑現(xiàn)象，如圖1，當(dāng)打開(kāi)轉(zhuǎn)向油罐蓋子，靠近轉(zhuǎn)向油罐罐口時(shí)有一股刺鼻的味道，讓人難以接受，此現(xiàn)象可能會(huì)造成后期顧客抱怨等負(fù)面影響。

2、問(wèn)題分析及解決方案

2.1原因分析

按照魚(yú)骨圖方式對(duì)轉(zhuǎn)向液變黑問(wèn)題進(jìn)行分析，如圖2。

2.2解決方案

基于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)零部件質(zhì)量、系統(tǒng)溫度、清潔度等方面考慮，初步確定從以下四個(gè)路徑對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析、調(diào)查并提出解決方案。

2.2.1從轉(zhuǎn)向液的質(zhì)量方面分析

(1)公司所有車型均使用同一種轉(zhuǎn)向液，其它車型未發(fā)生變黑現(xiàn)象，因此可以排除轉(zhuǎn)向液本身的質(zhì)量問(wèn)題。

(2)專業(yè)機(jī)構(gòu)分別測(cè)量了里程為851km、4414km、7470km、20294km的變黑轉(zhuǎn)向液體和未使用的轉(zhuǎn)向液，經(jīng)對(duì)比,轉(zhuǎn)向液原液的40°粘度是37.9,變黑轉(zhuǎn)向液的40°粘度分布在34.9～36.3之間，液體的其它各項(xiàng)指標(biāo)正常。油品氧化正常、粘度變化平穩(wěn)、可排除高溫氧化變色的可能。油品中含水量低于0.05%，是理想狀態(tài)。

(3)將轉(zhuǎn)向液原液與發(fā)黑液GC-MS分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)黑轉(zhuǎn)向液中含有增塑劑成分鄰苯二甲酸酯，轉(zhuǎn)向液原液不含此物質(zhì)，鄰苯二甲酸酯普遍存在于橡膠中，說(shuō)明有部分橡膠溶解于轉(zhuǎn)向液。具體見(jiàn)2.2.4。

2.2.2從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)清潔度方面分析

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各零部件清潔度滿足企業(yè)規(guī)定的清潔度要求。

2.2.3從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溫度方面分析

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向液的正常工作溫度要求（-40℃～ +149℃），本車型原地怠速打轉(zhuǎn)向20分鐘后測(cè)量，油罐中助力轉(zhuǎn)向液的溫度達(dá)到 117.1℃，其它車型在此工況下助力轉(zhuǎn)向液的溫度分布在91.6℃～116℃；連續(xù)繞20個(gè)8字試驗(yàn)后，本車型助力轉(zhuǎn)向液的溫度達(dá)到95℃，對(duì)應(yīng)的其它車型在此工況下助力轉(zhuǎn)向液的溫度分布在76.2℃～106.2℃，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1；經(jīng)對(duì)比，在以上工況下本車型轉(zhuǎn)向液的溫度明顯偏高，轉(zhuǎn)向液溫度高，會(huì)加快液體氧化速度，縮短使用壽命,同時(shí)加速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)零部件的老化，影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用性能及安全性能，結(jié)合3.2.1c推斷轉(zhuǎn)向液溫度高可能是導(dǎo)致變黑的主要原因。

表1 標(biāo)準(zhǔn)溫度（20℃） 單位：℃

2.2.4從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)零部件的材質(zhì)耐高溫方面及供應(yīng)商角度分析

目前轉(zhuǎn)向系統(tǒng)高壓管的軟管一般采用CSM，硬管一般采用邦迪管；低壓管和冷卻管的軟管一般采用NBR/CR或CPE，低壓管采用邦迪管或鋁管；本車型的高壓軟管采用CSM。

本車型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的油管經(jīng)96h，120℃高溫箱試驗(yàn)后，出現(xiàn)不同狀態(tài)，如圖3。

浸泡高壓軟管的液體明顯變黑，冷卻管的液體顏色變渾濁，低壓管、吸油管的液體顏色變化不大。由此推斷高壓管是轉(zhuǎn)向液變黑的主要原因。

不同車型不同供應(yīng)商的高壓管、冷卻管同時(shí)放在高溫箱做對(duì)比試驗(yàn)。

經(jīng)過(guò)100h，120℃高溫箱試驗(yàn)后，出現(xiàn)不同狀態(tài)，如圖4。

高壓管高溫浸泡轉(zhuǎn)向液后，B、C車型（同一供應(yīng)商）的轉(zhuǎn)向液顏色變化較小，稍顯渾濁，本車型（與B、C不同供應(yīng)商）的轉(zhuǎn)向液明顯變黑。

對(duì)本車型的高壓管、發(fā)黑液進(jìn)行GC-MS分析。轉(zhuǎn)向液在高溫下，不斷溶脹萃取橡膠，使橡膠中的固體顏料1-甲級(jí)哌嗪、酞菁染料、鄰苯二甲酸酯類增塑劑進(jìn)入轉(zhuǎn)向液，酞菁染料在有機(jī)體中顯黃綠色，酒紅色的轉(zhuǎn)向液與黃綠色的酞菁染料等混合，依據(jù)三原色原理呈現(xiàn)黑色。

3、方案驗(yàn)證

3.1改善轉(zhuǎn)向系統(tǒng)冷卻油管管路，降低轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溫度

為降低轉(zhuǎn)向液溫度，通過(guò)把低壓管直徑加粗2mm以及改善冷卻油管管路走向，把冷卻管前移，布置在前格柵處，便于通風(fēng)，從而達(dá)到降低油罐中轉(zhuǎn)向液溫度的目的。以本車型（5MT）進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的方案經(jīng)實(shí)車測(cè)試轉(zhuǎn)向液溫度明顯降低，8字工況后轉(zhuǎn)向液溫度由95℃降到83.7℃；怠速原地轉(zhuǎn)向溫度由117.1℃降到89℃，降低28.1℃。

3.2改進(jìn)高壓管材質(zhì)，優(yōu)化低壓管材質(zhì)

供應(yīng)商改進(jìn)了高壓軟管的材質(zhì)配方已通過(guò)高溫箱對(duì)比試驗(yàn)，并經(jīng)道路可靠性路試驗(yàn)證6146Km后，轉(zhuǎn)向液與此前“發(fā)黑狀態(tài)”有明顯改善，如圖7。

4、結(jié)論

在解決此問(wèn)題的過(guò)程中，通過(guò)調(diào)整冷卻油管的走向，優(yōu)化轉(zhuǎn)向高壓油管的材質(zhì)，從而有效解決了轉(zhuǎn)向液變黑問(wèn)題。通過(guò)解決此問(wèn)題，使我認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)需注意的問(wèn)題：

（1）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)軟管材質(zhì)必須耐高溫，不同供應(yīng)商 ，同一材質(zhì)，必須驗(yàn)證材質(zhì)性能，同時(shí)建議采用體系內(nèi)供應(yīng)商，不但可以縮短開(kāi)發(fā)周期，節(jié)省開(kāi)發(fā)成本，還能減小開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

（2）前期設(shè)計(jì)時(shí)盡量把轉(zhuǎn)向冷卻管布置在易通風(fēng)的位置，便于降低轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溫度，有利于延長(zhǎng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)零部件的使用壽命及提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性能。

（3）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各零部件的清潔度必須滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

[1] 王霄鋒.汽車底盤設(shè)計(jì)（第一版）[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010 (04).

[2] Q/HMA 2004-2014汽車自動(dòng)變速箱液技術(shù)條件[S].

[3] Q/HMA 3167-2010液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)清潔度要求[S].2015.7.14.

[4] GB/Z 20423-2006液壓系統(tǒng)總成.清潔度檢驗(yàn)[S].

A vehicle steering fluid black problem analysis

Liu Weihong, Guan Xiongfei, Xie Xianling
（Haima Bussines Automobile R&D Co., Ltd., He’nan Zhengzhou 450016）

In a model in the hydraulic power steering fluid black problem in the process of system development, this article, through high temperature box contrast test method are analyzed, mainly because of steering system temperature on the high side and the high pressure pipe is not high temperature resistant, etc., and puts forward the corresponding corrective actions, and through the road reliability test certificate.

Hydraulic; Steering System; power steering fluid; black

U463.4

A

1671-7988（2015）09-132-03

劉偉紅，就職于海馬轎車有限公司，主要從事汽車底盤設(shè)計(jì)及研發(fā)工作。