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| 标准编号 | GB 17675-2021 (GB17675-2021) | | 中文名称 | | | 英文名称 | Steering system of motor vehicles - Basic requirements | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | T23 | | 字数估计 | 24,280 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB 17675-2021: 汽车转向系 基本要求
GB 17675-2021 英文名称: Steering system of motor vehicles -- Basic requirements
1 范围
本标准规定了汽车转向系统的术语和定义、技术要求和试验方法。
本标准适用于 GB/T 15089规定的 M类、N类车辆和 O类挂车。
本标准不适用于:
---气压传动转向系统;
---3.1.1.5定义的带自动转向系统的车辆。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 3730.1 汽车和挂车类型的术语和定义
GB/T 3730.2 道路车辆 质量 词汇和代码
GB/T 3730.3 汽车和挂车的术语及其定义 车辆尺寸
GB/T 5053.3 道路车辆 牵引车与挂车之间电连接器 定义、试验方法和要求
GB/T 5563 橡胶和塑料软管及软管组合件 静液压试验方法
GB/T 7939 液压软管总成 试验方法
GB/T 9574 橡胶和塑料软管及软管组合件 验证压力、爆破压力与最大工作压力的比率
GB/T 12540 汽车最小转弯直径、最小转弯通道圆直径和外摆值测量方法
GB/T 15089 机动车辆及挂车分类
GB/T 20716.1 道路车辆 牵引车和挂车之间的电连接器 第1部分:24V标称电压车辆的制动
系统和行走系的连接
GB/T 20718 道路车辆 牵引车和挂车之间的电连接器 12V13芯型
GB/T 34590(所有部分) 道路车辆 功能安全
GB 34660 道路车辆 电磁兼容性要求和试验方法
GB/T 35360 汽车转向系统术语和定义
ISO 2575:2010 道路车辆 控制器、指示器和信号装置用符号
3 术语和定义
GB/T 3730.1、GB/T 3730.2、GB/T 3730.3、GB/T 12540、GB/T 15089、GB/T 34590、GB/T 35360界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 基本术语
3.1.1转向系统
用于改变或保持车辆行驶方向的系统。
注:包括转向操纵装置、转向传动装置、转向车轮和供能装置(如果有)。
3.1.1.1转向操纵装置
在有或没有驾驶员直接干预的情况下,转向系统中控制转向工作的操作机构。
注:对于转向力全部或部分由驾驶员的肌肉力量提供的转向系统,转向操纵装置包括把转向操纵力通过机械、液压或电动方式转换成转向力的所有部件。
3.1.1.2转向传动装置
在转向操纵装置和转向车轮之间构成功能性连接、实现信号传输和/或能量传输两种功能的零部件
组合。
注:按照信号和/或能量传输方式,可以分为机械式、液压式和电动式及其各种组合形式。
3.1.1.2.1信号传输
传送控制信号指令以控制转向装置动作的功能。
3.1.1.2.2能量传输
传递能量至转向车轮以控制/调节转向的功能。
3.1.1.3转向车轮
其运动方向相对于汽车纵轴线能够直接或间接改变,从而控制汽车行驶方向的车轮。
注:包括转向节和主销等部件。
3.1.1.4供能装置
转向系统中用于提供能量、控制能量分配及储存能量的功能装置。
注:包括如贮存罐、管路、线束及介质等,但不包含发动机(发动机向助力转向系统提供能量除外)以及发动机对动力源的驱动。
3.1.1.4.1动力源
按所需形式提供能量的部件。
3.1.1.4.2储能器
供能装置中储存能量的部件。
注:如可加压的液压蓄能器或车辆蓄电池。
3.1.1.4.3贮存罐
内部压力为常压的存储工作介质的部件。
注:例如转向油罐。
3.1.1.5自动转向系统
车辆集成复合电子控制系统,通过对车外信号的接收和传递的响应,使车辆沿着确定的或修正的路径行驶。驾驶员不必对车辆有主导控制权。
3.1.1.6
高级驾驶员辅助转向系统
除汽车主转向装置外附加的帮助驾驶员转向的系统。
注:在该系统中驾驶员仍然全时主控车辆。
3.1.2转向参数
3.1.2.1转向操纵力
为车辆转向而作用在转向操纵装置上的力。
3.1.2.2转向时间
从转向操纵装置开始动作到转向车轮达到特定转向角所需的时间。
3.1.2.3转向角
转向过程中车轮纵向中心对称平面与地面交线和车辆纵轴线在地面的投影所形成的交角。
3.1.2.4转向力
经由转向传动装置传输的用以驱动转向车轮转动的所有的力。
3.1.2.5平均转向传动比
转向盘从一侧极限位置到另一侧极限位置时所转过的角度,与转向车轮转过的平均转角(左右转向
车轮转角之和的一半)之间的比值。
3.1.2.6
转向圆
当车辆在一个圆内行驶时,车辆上所有点(不包括外间接视野装置和前转向信号灯)在地平面上的
投影的最大的圆。
3.1.2.7转向操纵输入有效半径
在操纵转向盘时从转向盘旋转中心到转向盘轮缘的最小尺寸。
注:如果采用其他操纵形式,指从旋转中心到转向操纵力输入点的距离,如果存在多个这样的点,应取作用力最大的点。
3.1.3转向系统形式
3.1.3.1 汽车
3.1.3.1.1主转向装置
转向系统中主要确定车辆行驶方向的装置。可包括:
---人力转向
转向力仅来源于驾驶员提供的转向操纵力的装置。
---助力转向
转向力来源于驾驶员的操纵力和一个或多个供能装置。
注:包括当转向系统完好时,转向力仅由一个或多个供能装置提供,当转向系统(带助力装置)出现故障后,转向力仍可通过驾驶员人力提供以完成转向动作的情况。
---全动力转向
转向力完全由一个或多个供能组件提供。
3.1.3.1.2随动转向装置
仅当车轮受到来自地面的作用力和/或力矩时才改变某个或多个非转向车轮转向角的装置。
3.1.3.1.3辅助转向装置
M类和N类车辆上,除了主转向装置提供的转向角外,为调整车辆转向品质而附加的另一可以使
转向车轮和/或其他车轴上的车轮(前和/或后)调节相同或相反的转向角的装置。
4 技术要求
4.1 对汽车的要求
4.1.1 转向系统应确保车辆在其最大设计车速范围内转向操纵的轻便性和安全性。转向系统完好时
的汽车的转向操纵力、转向时间、转向半径应满足表1的要求。当按照5.2所要求的方法进行试验时,
在转向系统完好的前提下,汽车应具有自动回正能力,如果车上安装了辅助转向装置,还应满足附录 A
的要求。本标准所列的圆周运动均指沿转向圆运动。
4.1.2 在汽车的最大设计速度范围内,当驾驶员无异常转向修正行为和转向系统无异常振动时,不应
因转向系统影响汽车直线行驶性能。
4.1.3 汽车转向操纵的方向应与其行驶方向相一致,且转向角应与转向操纵装置的偏转连续对应。
对于 ASE,本条款要求不适用。
对于全动力转向系统,当车辆处于静止时、或在车速不超过15km/h的条件下行驶、或系统没有启
动时,可以不必满足本条款要求。
4.1.4 转向系统的设计、制造和装配应能承受车辆或车辆组合正常使用状态下的载荷,应保证在无需
拆卸的情况下能够借助常规的测量装置、检查方法或试验方法检查其工作状态。除非专门设计,否则转向传动装置的任何部分不应限制最大转向角。
4.1.5 与汽车转向相关的车辆电气控制系统不得因电磁干扰而影响转向功能,并应满足 GB 34660中
的技术要求。
4.1.6 转向传动系统中的可调节部件应能锁止。
4.1.7 汽车的转向车轮不应仅是后车轮。
4.1.8 转向系统可以和其他系统共用同一能源供应。但如果任何与转向系统共用相同能源的系统发
生故障,转向系统仍应满足4.3中故障时的相关转向功能。
4.1.9 转向电子控制系统的功能安全要求,应按照 GB/T 34590(所有部分)制定,并满足附录 B的要求。
4.2 对挂车的要求
4.2.1 当汽车列车向前直行,挂车应与牵引车行驶方向一致,如挂车无法自动保持直线行驶,应配备相
应的调节装置。
4.2.2 半挂车的后车轮可以是转向车轮。
4.2.3 牵引车在水平路面上直线行驶,在最大设计速度范围内,当驾驶员无转向修正行为和转向系统
无异常振动时,挂车不应因其转向系统影响车辆直线行驶性能。
4.2.4 汽车列车以 (25±1)km/h和5km/h的车速匀速沿25m半径的转向圆进行稳态转向,分别测量挂车最后面的外边缘所划过的轨迹圆半径,(25±1)km/h和5km/h车速时的轨迹圆半径之差应不大于0.7m。
4.2.5 汽车列车以25km/h的速度驶离25m半径的转向圆时,牵引车沿驶离起点为切点的切线40m
的范围内(挂车尾端计),挂车的任何部位在地面的投影都不得超出半径25m转向圆的切线0.5m,如
图1。继续直线行驶,挂车应满足4.2.3的规定。
注:挂车驶离转向圆时的外摆值T≤0.5m。
4.2.6 对于具有多个转向车轴的牵引杆挂车和半挂车以及至少有一个转向车轴的中置轴挂车,应满足
4.2.3、4.2.4、4.2.5的规定。对于装有随动转向装置的挂车,满载条件下,非转向或自转向的车轴与随动转向车轴之间的轴荷比至少应大于1,如非转向或自转向的车轴与随动转向车轴的轴荷比大于或等于1.6,则不必进行5.3的试验。
4.2.7 挂车转向系统,如采用液压转向传动,应满足附录C的要求。
4.2.8 向挂车转向系统提供电能的汽车和利用汽车的电能实施转向的挂车,应满足附录 D 的相关
要求。
4.2.9 挂车转向传动系统中的可调节部件应能锁止。对于半挂列车,当需要断开转向传动时,系统应
设有锁止机构,保证零部件的正确定位连接;如果采用自动锁止,则应设置额外的手动锁止机构。
4.2.10 与挂车转向相关的车辆电气控制系统不得因电磁干扰而影响转向功能,并应满足 GB 34660中
的技术要求。
4.3 失效规定
4.3.1 一般规定
4.3.1.1 转向车轮、转向操纵及转向传动机构的所有机械部件,应不易损坏,且易于维护,安全特性不低
于安装于车辆上的其他关键部件(如制动系统)。如果这些部件出现故障会使车辆失控,则这些部件应
为金属或具有同等特性材质制成,且在转向系统正常工作时不得出现显著变形。
4.3.1.2 如果转向系统存在故障,则假设任何时候都只存在一个故障,同一个转向机构上的两个车轴视
为一个车轴。
4.3.1.3 车辆即使出现转向系统故障,也应满足4.1.2、4.1.3的相应要求。
4.3.1.4 除机械传动机构外的任何传动失效,应按4.4的规定提示驾驶员。当出现故障时,允许平均转
向传动比出现变化,但不准许转向操纵力超出表2所规定的值。
4.3.1.5 对于汽车列车,在转向系统出现故障时仍应符合4.2.1的要求。并且,当汽车列车以不大于5
km/h的速度绕一个恒定的半径行驶(半径为汽车列车长度的67%,但不小于12.5m)行驶,如果转向
系统有故障的汽车列车行驶所扫过的转弯通道宽度大于8.3m,则与转向系统完好时所测得的对应值
相比的增幅不得超过15%,且其扫过的圆环的外半径不得增大,如图2。
说明:
R ---转弯通道圆外圆半径,即试验转向圆半径,R=0.67×车长、且R≥12.5m。
B1 ---转向系统完好状态下转弯通道宽度。
B2 ---转向系统存在故障状态下转弯通道宽度。
δR ---转向系统故障和完好时转弯通道圆内圆半径差,当B2 >8.3m时,(B2-B1)/B1 应≤15%,且R 值不得变大。
注:中心线左侧为转向系统完好状态,右侧为转向系统故障状态。
4.3.2 助力转向系统
动力源或能量传输出现除4.3.1.1中所列部件外的故障时,转向角不应发生突变。只要车速能超过
10km/h,则出现故障后的转向操纵力应满足表2的要求。
4.3.3 全动力转向
4.3.3.1 车辆在出现4.4.2中a)所警示的主转向系统故障时,在故障未排除前车辆不能以大于
10km/h的车速行驶。
4.3.3.2 当信号传输装置发生故障,除4.1.4列出的那些部件外,对于完整的转向系统,车辆仍能按
4.1、4.2中转向系统完好时的性能要求进行转向。
4.3.3.3 如果动力源出现故障,在储能水平符合4.3.3.5要求、车速10km/h、回转半径20m条件下,
应至少能完成24次8字回转操作。期间转向操纵力应符合表1对完好系统的要求。
4.3.3.4 如果能量传输内部出现故障,除4.3.1.1中所列部件外,转向角不能发生明显变化。对于有故
障的系统,在储能水平符合4.3.3.5要求前提下,只要车辆能以10km/h的车速行驶,应按该车速至少进行25次8字回转,每次回转半径20m,期间转向操纵力应仍能符合表2的要求。
4.3.3.5 对于4.3.3.3、4.3.3.4中所述试验开始时的储能水平,应是驾驶员收到储能不足警示时的储能
状态。
转向电子控制系统需要满足附录B的功能安全要求,该储能水平应是制造商在按附录B提交的文档中描述的最恶劣情况,并应考虑温度和老化对电池性能的影响。
4.4 报警信号
4.4.1 一般规定
4.4.1.1 转向系统应通过汽车明确地给驾驶员警示任何有损转向功能的非机械性故障。尽管有4.1.2
的要求,转向系统的异常振动可以作为系统故障的附加提示信号。突然增大的汽车转向操纵力,也是一
种报警信号;至于挂车,允许使用机械报警装置。
4.4.1.2 视觉报警信号应工作可靠,即使在白天也应可见,且容易为驾驶员所识别;报警装置部件的故
障不应影响转向系统性能。
4.4.1.3 听觉报警信号应是驾驶员容易识别的、连续或间歇的声音信号或语音信息。如报警采用语音
信息,应包含中文语音。
4.4.1.4 如果转向系统和其他系统共用同一动力源,因储能器储能水平下降或贮存罐内介质减少而导
致转向操纵力增大时,系统应向驾驶员提供听觉或视觉报警;如果转向系统和制动系统共用同一动力
源,该报警信号可以和制动故障信号共用同一信号装置。
4.4.2 全动力转向车辆的报警信号
带有全动力转向的车辆出现转向故障时应能按照下列要求发出报警信号:
a) 红色类报警信号:指汽车主转向系统出现4.3.1.4所定义的故障。
b) 黄色类报警信号:用以表示达不到红色报警边界条件的转向系统电气自检缺陷。
c) 如报警信号用符号表示,则应符合ISO 2575:2010中定义的符号J04(ISO/IEC 注册号ISO 7000-2441)。
d) 车辆的转向报警信号应具有自检功能,当车辆(和转向系统)的电气设备通电时,上述警告信号应点亮。在车辆静止的情况下,如转向系统确认无任何失效或故障发生,报警信号应熄灭。对应某些应点亮上述报警信号、但在静态检测时未被发现的特定故障或失效,一旦被检测到,这些故障或失效信息应被存储,且只要故障或失效仍然存在,当车辆启动及点火开关处于“开”(运行)位置,上述报警信号应持续显示。
4.4.3 挂车附加转向装置的报警信号
在挂车附加转向装置处于工作状态和/或该系统所产生的转向角没有回到正常位置的情况下,转向
系统应向驾驶员发出警示信号。
5 试验方法
5.1 试验条件
5.1.1 试验应在水平且附着力良好的路面上进行。
5.1.2 试验过程中,车辆最大允许总质量和转向车轴最大允许轴荷应为设计的最大值。如果车轴配置
有ASE装置,则在车辆加载到最大允许总质量且装备ASE车轴加载至最大允许轴荷的条件下再进行
一次试验。
5.1.3 试验前,在车辆静止的状态下,轮胎应充气至5.1.2要求轴荷下相对应的规定压力。
5.1.4 对任何全部或部分使用电能的系统,所有性能试验均应在共享同一供能装置的所有基本系统或
系统组件的实际或模拟电力负荷条件下进行。基本系统应至少包括照明、挡风玻璃雨刮、发动机管理和制动系统。
5.2 汽车试验
5.2.1 汽车驶离转向圆时异常振动的测试
汽车在下述车速下,沿切线方向离开半径50m圆周时转向系统不能有异常振动:
---M1类车辆:50km/h;
---M2 类、M3 类、N1 类、N2 类和N3类车辆:40km/h,当设计最高车速低于40km/h时以设计最高车速为准。
5.2.2 汽车不足转向的测试
当车辆转向车轮转到约最大转向角的一半,且车速不低于10km/h时,放开转向操纵装置输入,车辆应维持在原来的转向半径轨迹上或转向半径变大。
5.2.3 汽车转向操纵力测量时对毛刺信号处理要求
在对转向操纵力测量的过程中,持续时间短于0.2s的转向操纵力忽略不计。
5.2.4 汽车转向系统完好时转向操纵力的测量
5.2.4.1 汽车以10km/h的车速从直线行驶进入转向行驶状态。对转向盘在转向操纵输入有效半径
上的转向操纵力进行测试。汽车在转向半径达到 表1所示的转向圆时,其转向时间和施加的转向操纵
力应满足表1的要求。记录转向操纵力输入。转向操纵力测量应该左右各做一次。
5.2.4.2 对于 M3 类和N3类车辆,如果转向圆半径无法小于12m,则使用转向车轮的最大转角,并锁
定位置后进行转向操纵力测试。
5.2.5 汽车转向系统出现故障时的转向操纵力测量
5.2.5.......
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