方向柱对中技术

1、方向柱对中技术作者姓名1：杨东伟 作者姓名2：李梦奇(1.东风本田汽车有限公司总装一科技术系,市 邮政编码 430056；2. 东风本田汽车有限公司总装一科技术系,市 邮政编码 430056；)摘要：方向盘的正确安装直接影响汽车的驾驶性，使用手动对中设备和自动对中设备均可确定方向柱的对中位置，从而使方向盘的安装有了依据。手动对中与自动对中设备原理类似，构造不同。手动对中设备精度低，误差大，但成本低廉，自动对中设备精度高，误差小，但造价高。关键词：方向盘；方向柱；手动对中设备；自动对中设备； THE TECHNOLOGY OF FINDING THE RIGHT POSITION OF STEERING COLUMNAuthor Name1: Dongwei Yang Author Name2:Mengqi Li1.Author Address: Dongfeng Honda Automobile Company Limited Asembly Frame Department Technology Section2.Author Address: Dongfeng Honda Auto

2、mobile Company Limited Asembly Frame Department Technology SectionAbstract: The correctness of installing steering wheel directly affects the driving of cars.Using the manual device and automatic device for finding the right position of steering column can determine the direction of the steering column in position, so that the steering wheel has standard for installation. Manual and automatic device have similar principle but different structures. The accuracy of manual device is low,but the pri

3、ce of if is also low.The automatic has high acuracy and high price.Keywords: steering wheel；steering column；manual device or finding the right position of steering column；automatic device or finding the right position of steering column；前言：- 1 -1、汽车转向系统原理- 1 -2、为什么要实现方向柱的对中定位- 1 -3、方向柱的手动对中定位- 2 -4、方向柱的自动对中定位- 3 -5、手动与自动对中设备优缺点对比- 5 -6、结论- 5 -方向柱对中技术前言：方向盘是掌握汽车行驶方向、体验驾驶操控性的重要工具，方向盘的安装正确与否不仅会影响客户的驾驶体验，而且还会影响驾驶的安全性。如何保证方向盘的正确安装，我们重点介绍两种方式供大家参考。1、汽车转向系统原理汽车转向时，方向盘带动方向柱转动，方向柱带动转向横拉杆运动，转向横拉杆带动转向节运动，转

4、向节带动制动盘运动，轮胎安装在制动盘上，最终会实现汽车转向。轮胎制动盘转向节转向横拉杆方向柱方向盘图1：转向系统构成图2、为什么要实现方向柱的对中定位东风本田汽车有限公司的方向盘是通过方向盘的33个相同内花键与方向柱的33个相同外花键啮合连接，方向盘与方向柱可以进行任何角度的安装。很可能形成当前轮直中时，而方向盘的两幅条不处在水平位置上。幅条位置的随意性，不仅给司机操作带来不便，而且还给司机判定汽车行驶方向带来错觉，有可能造成安全事故。所以，方向盘的正确安装是转向操纵系统安装中的一个不可忽略的环节。东风本田汽车方向盘的的正确安装状态如下图所示。在左右轮胎摆正的状态下，倒八字形幅条应朝垂直向下，另外一字形幅条应水平。这样司机在转向操作中，便于握住幅条使力，也便于判别转弯量的大小。图2：方向盘正确安装状态与错误安装状态3、方向柱的手动对中定位方向盘与方向柱是固定连接，如果方向柱的姿态是正确的，且方向盘按照图2中的姿态安装，则方向盘的姿态也是正确的。在东风本田汽车有限公司12万台产能时，使用的是手动方向柱对中设备，如图3所示：图3：手动对中装置构成 该对中设备的操作流程如下：作业员作业时打开

5、电源，将花键轴套在方向柱上，定位销插入仪表定位孔中；逆时针摇动手柄，直至锁止点，此过程中液晶屏会显示一个逐渐减小的数字（此数字是内置传感器检测角度变化的模拟量）；按左侧清零按扭，将模拟量数字清零；顺时针摇动手柄，此过程中液晶屏显示数字从0逐渐变大，到达锁止点后，数字不再变化，记为数字A；按左侧对中按扭，模拟量数字减半，记为数字B，则B=A/2；逆时针摇动手柄，此过程中液晶屏显示数字B逐渐减小；当数字B变为零时，将对中工具从方向柱上取下；将画线治具套在方向柱上，画标识线，然后取下画线治具；后续工位依据标识线安装方向盘；该工具核心部件是传感器、计数器及数码管。图4：手动对中设备工作原理简介主动轮与手轮同轴，主动轮直径1=50mm，从动轮直径2=20mm；从动轮上有12个计数齿，即当从动轮每转动360/12=30时,计数齿与传感器碰撞,传感器将信息传递给计数器,计数器记录数据,通过计算可得出计数器每计一个数字主动轮旋转角度=30/（1/2）=30/(50/20)=12即手轮旋转度数小于12时,计数器就检测不到角度变化的。该原理简单，费用低廉，易于保养维护。但是，需要作业员手动操作，每台车需要

6、旋转设备约6圈，作业负担重。且整体结构精度不高，作业员在疲劳的状态下可能摇动对中设备达不到锁止点即停止摇动，这样综合误差就很大，导致方向柱达不到对中位置，会使方向盘装偏的不良率提升。据统计，手动方向对中设备对中不良率平均为15%。4、方向柱的自动对中定位现在东风本田汽车有限公司一工厂及二工厂均已采用方向柱自动对中技术，以二工厂方向对中设备举例分析：4.1 设备构成图5：自动对中装置构成图此为便携式自动对中仪，设备主体由打标杆、操作盘、伺服电机、把手、定位销及套筒组成，整体重量4KG，便于手持操作。4.2 设备作业流程作业流程如下：将方向盘对中仪的内花键轴与方向柱上的花键配合放置，定位销插入仪表定位孔中；按启动键，伺服电机带动内花键轴逆时针旋转至锁止点（达到一定的扭矩，扭矩不超过15Nm），不记录脉冲数；伺服电机带动内花键轴顺时针转至锁止点（一定的扭矩），并记录脉冲数；通过PLC计算对中脉冲值，伺服电机带动内花键轴逆时针旋转相应脉冲角度，并有声音提示；作业员手动按下打标杆，在方向柱上打下记号，供后续作业员装配方向盘时对位。以上牵涉到中心位置的计算，这个可以通过简单的除法得到：由PLC控制

7、伺服电机在第一次逆时针旋转到位后，将脉冲值清0；伺服电机顺时针旋转至锁止点后，得到旋转脉冲为A；则第二次逆时针旋转需要旋转脉冲B=A/2，可使方向柱转至对中位置；图6：自动对中设备工作流程图自动对中设备采用三菱伺服电机，电机每转一圈，编码器记录脉冲数8000，则1个脉冲=3608000= 0.045电机每转一圈，脉冲波动约10个，则电机旋转误差值为Q=0.04510=0.45远远小于手动对中设备12的误差。且实际品质检测表明，使用自动对中设备后方向盘对中不良率约为1%，远远低于手动对中15%的不良率。5、手动与自动对中设备优缺点对比重量动力计数功能对中不良率费用维修难度手动对中设备3KG人工传感器及计数器15%10千元自动对中设备4KG自动伺服编码器1%300千元 通过以上对比分析，我们可以看到虽然自动对中设备一次投入大，但是可以减轻作业员的操作负担，并且可以提高对中品质，是非常不错的选择。各公司可按照自己的实际来选择手动或自动对中设备。6、结论使用手动或自动对中设备，原理相同，均是将转向系统左锁止点到右锁止点的旋转角度记为A，则从一个锁止点向另一锁止点方向旋转角度B=A/2，即可得到方向柱对中位置。此在方向柱上做好标记，后续作业员根据标记安装方向盘，即可保证方向盘的正确安装。两种对中设备因为核心构造不同，对中精度及投资费用也不相同，各公司可根据自身需求选择适用的设备。参考文献1 吴际璋等. 汽车构造. 北京:人民交通出版社, 19992 崔心存. 现代汽车新技术 .北京:人民交通出版社, 20013 余志生. 汽车工程手册(基础篇). 北京：机械工业出版社，20004 Karim Nice. 汽车转向系统工作原理 网络论文 - 3 -

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