張海源，黃巨成，古紅曉，朱釗

（奇瑞商用車（安徽）有限公司，安徽 蕪湖 241006）

前言

方向盤通過花鍵與轉(zhuǎn)向軸連接，其功能是將駕駛員作用到轉(zhuǎn)向盤邊緣上的力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩后傳遞給轉(zhuǎn)向軸，用來控制車輛的行駛方向[1]。

當今在轎車的生產(chǎn)線裝配方向盤時，裝配者需要對方向盤進行對中定位操作，以確保方向盤相對于轉(zhuǎn)向輪左轉(zhuǎn)極限與右轉(zhuǎn)極限的角度相同，保證方向盤在中間位置時，車輛能夠保持直線行駛。如果方向盤裝配不居中，會導(dǎo)致車輛在直行過程中，方向盤向一側(cè)偏轉(zhuǎn)一定的角度，會引起駕駛員刻意去修正方向盤的角度進而引起車輛跑偏[2]，引起客戶抱怨。

生產(chǎn)線上裝配方向盤時，如果裝配工操作不熟練，不僅裝配工時較長，裝配精度也會相應(yīng)降低。所以本文針對方向盤的裝配方法進行探討。

1　人工對中

人工對中裝配包括手工對中和輔具方向盤對中。

1.1　手工對中

人工對中應(yīng)用工位在車輛已經(jīng)從裝配線上駛下，在做四輪定位前。

手工對中即操作工將方向盤分別向左、向右打死，觀察方向盤分別在轉(zhuǎn)向機行程內(nèi)的左右極限位置處于組合開關(guān)的相對位置，是否左右一致。如果不一致將方向盤從轉(zhuǎn)向管柱拆掉重新裝配，重復(fù)上述調(diào)整方法。

此種裝配方法精度差，誤差在±10°；工時長，生產(chǎn)節(jié)拍約 60s。為此，生產(chǎn)線為提高精度與縮短生產(chǎn)節(jié)拍，增加了輔具方向盤。

1.2　輔具方向盤對中

輔具方向盤對中需要在生產(chǎn)線上增加一個輔具方向盤。提前用輔具方向盤調(diào)整方向盤與車輪的相對位置。與上述手工調(diào)節(jié)不同的是，輔具方向盤上面有刻線等明顯標志。

例如某車型的（方向盤總?cè)?shù)為3圈）調(diào)整方法：

（1）使用方向盤調(diào)整輔具（圖 1），將方向盤向左打到底，調(diào)整方向盤輔具的起點位于儀表的正前方，如圖2；

（2）反方向打方向盤約1.5圈，使輔具的終點線第二次與輔具方向盤的基點線相重合；

（3）拔出方向盤輔具，水平方向裝配商品化方向盤于轉(zhuǎn)向管柱上。

圖1　方向盤調(diào)整輔具

圖2　標記點調(diào)整位置

兩種人工對中方法是初期生產(chǎn)線裝配方向盤時采用的，主要是利用人工肉眼觀察對中裝配。由于主觀因素起決定性作用，所以裝配誤差一般比較大，±10°。返工率高，生產(chǎn)線耗時較長，生產(chǎn)節(jié)拍約為60s。如果此處為新裝配工的話，耗時會更長。

2　設(shè)備對中

方向盤對中設(shè)備是應(yīng)用在車輛生產(chǎn)線中，方向盤裝配工位位于裝配輪胎之前。

圖3　方向盤對中設(shè)備（伺服電機）

圖4　方向盤對中設(shè)備（支撐支架）

方向盤對中設(shè)備的工作原理是：用一個花鍵套筒與轉(zhuǎn)向柱的輸入軸上端的花鍵連接，通過伺服電機驅(qū)動套筒轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向管柱，先左轉(zhuǎn)至極限位置，然后再右轉(zhuǎn)至極限位置，通過伺服電機脈沖計算旋轉(zhuǎn)的角度，然后設(shè)備中心計算出總角度的中間角度，得出居中位置后，設(shè)備槍頭內(nèi)置“撞針”動作在轉(zhuǎn)向管柱輸入軸上端面標刻記號，下一工位根據(jù)此記號安裝方向盤，同時需要方向盤花鍵處有刻線標記（或者缺少一齒）。如此即可保證方向盤左、右旋轉(zhuǎn)極限角度相等。[2]

圖5　方向盤標記

方向盤標記或者缺齒位置位于花鍵的齒頂處，有利于保證裝配的精度。

此種對中設(shè)備缺點：

（1）當設(shè)備在轉(zhuǎn)向管柱上端面刻線時，刻線位于花鍵齒頂處，此時裝配方向盤時則會出現(xiàn)最大誤差5°；

（2）加裝設(shè)備槍頭及定位支撐桿機構(gòu)時容易與車身干涉，造成車輛面漆劃傷；

（3）定位支撐桿的相對尺寸較大，不利于操作人員使用。

（4）方向盤對中設(shè)備使用的工位具有特殊性，必須在輪胎裝配之前使用。此時需要的設(shè)備伺服電機功率較小，重量較小，較輕便。

此種類型的方向盤對中設(shè)備，在各大主機廠的生產(chǎn)車間應(yīng)用廣泛。鑒于上述缺陷，設(shè)計開發(fā)一種通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各零部件之間的配合來保證方向盤居中的裝配方法-刻線標記。

3　刻線標記

鑒于設(shè)備對中方案中存在設(shè)備沉重、易刮擦車漆。選取一種在轉(zhuǎn)向管柱與方向盤做標記對中，取消方向盤對中設(shè)備。具體實施方案如下：

圖6　轉(zhuǎn)向機輸入軸

圖7　轉(zhuǎn)向管柱下節(jié)叉

（1）轉(zhuǎn)向機輸入軸外花鍵做盲齒處理（圖 6），轉(zhuǎn)向管柱下節(jié)叉內(nèi)花鍵做盲齒配合轉(zhuǎn)向機輸入軸（圖7）。

圖8　轉(zhuǎn)向管柱輸入軸刻線標記

圖9　方向盤刻線標記

（2）轉(zhuǎn)向管柱輸入軸中間位置刻線（圖 8），方向盤花鍵標記（圖9）。

（3）轉(zhuǎn)向管柱刻線與下節(jié)叉盲齒角度要求，精度為±5°（圖10）。

圖10　轉(zhuǎn)向管柱刻線與下節(jié)叉盲齒中心線夾角示意圖

定位原理：當轉(zhuǎn)向管柱與轉(zhuǎn)向機輸入軸裝配固定時，因為此處配合花鍵有盲齒，所以管柱與轉(zhuǎn)向機的固定位置具有唯一性。即車輪擺正時，轉(zhuǎn)向管柱的位置已經(jīng)固定了，此時轉(zhuǎn)向管柱輸入軸上端面的刻線應(yīng)該與車輛的Y軸平行并指向車輛前進方向。然后將方向盤與轉(zhuǎn)向管柱裝配，將方向盤標記與管柱輸入軸對正，裝配完成后，方向盤位于中間位置，車輛保持直線行駛。[3]

我處某款七座SUV車型的方向盤對中采用刻線標記。有效縮短了工時，有效縮短 EHPV（設(shè)計單車工時）[4]；降低了方向盤對中的誤差。

此方案的缺陷為管柱輸入軸上端面刻線設(shè)備的精度要求非常高，設(shè)備的刻線精度不能大于5°。如果大于5°刻線對中的作用就失效了，需要人工進行對中矯正。誤差與生產(chǎn)節(jié)拍都不能保證。

4　總結(jié)

針對上述三種裝配方向盤方法的陳述，人工裝配消耗工時時長最多。設(shè)備對中要求方向盤裝配工位必須在輪胎裝配工位之前。雖然提高了裝配精度，但是存在設(shè)備沉重且存在易刮擦車漆的風險。刻線標記的對中方式，操作簡便，操作工位靈活。但是對管柱刻線設(shè)備的精度要求過高，需要轉(zhuǎn)向管柱生產(chǎn)廠家花費大量資金購入精度較高的刻線設(shè)備。

綜上所述，刻線標記的方向盤對中方案的精度最高、操作最方便。達到提高生產(chǎn)效率，縮短工時，提高方向盤對中效率與精度。減少因為方向盤不正導(dǎo)致車輛跑偏的售后抱怨。

[1] 劉濤,汽車設(shè)計[M].北京,北京大學(xué)出版社,2008.

[2] 楊東偉,李夢奇.方向柱對中技術(shù)[J],2012.

[3] 陳家瑞等. 汽車構(gòu)造[M].北京,機械工業(yè)出版社,2011.

[4] 余志生,汽車理論[M].北京,機械工業(yè)出版社,2009.