《商用车用摇臂轴式电动助力转向器性能要求与试验方法》

ICS43.040.50

CCST23

团体标准

T/CSAExx－20xx

商用车用摇臂轴式电动助力转向器

性能要求与试验方法

Performanceandtestmethodsofcommercialvehiclepitmanarmshafttypeelectrical

powersteeringgear

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

DraftingguidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinalmaterials

20xx-xx-xx发布20xx-xx-xx实施

发布

中国汽车工程学会

T/CSAExx—20xx

商用车用摇臂轴式电动助力转向器性能要求与试验方法

1范围

本文件规定了商用车用摇臂轴式电动助力转向器的性能要求和试验方法。

本文件适用于电动助力与转向机构为一体的输出轴为摇臂轴的商用车用电动助力转向器。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温

GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温

GB/T2423.17电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法

GB/T2423.22电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验N：温度变化

GB/T2423.34电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Z/AD：温度/湿度组合循环试

验

GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准

GB/T17619机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法

GB17675汽车转向系基本要求

GB18655用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法

GB/T19951道路车辆静电放电产生的电骚扰试验方法

GB/T21437.2道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第2部分：沿电源线的电瞬态传导

GB/T30038道路车辆电气电子设备防护等级（IP代码）

GB/T35360汽车转向系统术语和定义

QC/T484汽车油漆涂层

QC/T1081汽车电动助力转向装置

QC/T1082汽车电动助力转向装置用电动机

QC/T1083汽车电动助力转向装置用控制器

QC/T1084汽车电动助力转向装置用传感器

3术语和定义

GB/T35360及QC/T1081界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

摇臂轴式电动助力转向器pitmanarmshafttypeelectricalpowersteeringgear

输出轴为摇臂式，电机助力在转向机构上的转向器，包含转向机构、助力系统、输出摇臂轴。

1

T/CSAExx—202x

3.2

高转速助力矩highspeedofrevolutiontorque

转向盘在快速转动时电动助力转向器的输出力矩。

3.3

综合效率totalefficiency

转向器输出功率与机械输入功率和电输入功率总和之比。

4技术要求

4.1一般要求

4.1.1工作温度

装置在-40℃～+100℃温度范围内应能正常工作。

4.1.2相对湿度

装置能承受的相对湿度应≤95%RH。

4.1.3工作电压

标称电压：12V、24V、48V，允许电压变化范围：

a)10.8V～16V（标称电压12V）；

b)21.6V～32V（标称电压24V）；

c)36V～52V（标称电压48V)。

4.2性能要求

4.2.1功能

按零车速，三分之一载荷，转动转向盘的过程中，特性曲线应平滑、无卡滞、无明显振动，转动力

矩波动量小于0.5N.m，左右方向力矩相差不超过0.5N.m。

4.2.2转向器角传动比

转向器角传动比应符合设计要求。

4.2.3输入输出特性

在不同的车速下，转向器的输入力矩与输出力矩（或力）的关系曲线即输入输出特性应满足设计要

求。

4.2.4空载转动力矩

在电源关闭和接通状态下转动的机械摩擦以及任何可能的机械阻力即空载转动力矩（平均力矩）、

波动量、输出转角应满足设计要求。

4.2.5自由间隙

自由间隙≤5︒。

2

T/CSAExx—20xx

4.2.6逆向驱动力矩

输出轴逆向驱动力矩和力矩波动量满足设计要求。

4.2.7机械传动部分正向效率

机械传动部分正向效率≥60%。

4.2.8机械传动部分反向效率

机械传动部分反向效率≥45%。

4.2.9综合效率

综合效率满足设计要求。

4.2.10反向冲击

在输出端施加冲击力，控制器应控制电动机迅速反向制止输入端转动，冲击时电流响应时间和输入

端产生的转动角度满足设计要求。

4.2.11高转速助力不足

在规定的转速下转动输入端，转向力矩应满足设计要求。

4.2.12故障报警

转向器总成不能按设计要求正常工作时，应有故障报警信号输出。

4.2.13噪声

在距电动机外壳径向100mm处测量的噪声应≤65dB(A)。

4.2.14控制器

转向器总成控制器部分满足QC/T1083要求，并满足GB17675附录B功能安全要求。

4.2.15电机

转向器总成电机部分满足QC/T1082要求。

4.2.16传感器

转向器总成传感器满足QC/T1084要求。

4.3环境试验

4.3.1高温

转向器总成按5.3.1进行高温试验后，应能正常工作并满足4.2.1要求。

4.3.2低温

转向器总成按5.3.2进行低温试验后，应能正常工作并应满足4.2.1要求。

4.3.3高低温交变

转向器总成按5.3.3进行高低温交变试验后，应能正常工作并满足4.2.1要求。

3

T/CSAExx—202x

4.3.4温度/湿度组合循环

转向器总成按5.3.3进行温度/湿度组合循环试验后，应能正常工作并满足4.2.1要求。

4.3.5耐腐蚀性

4.3.5.1240h耐腐蚀性试验后，装置应能正常工作并应满足4.2.1要求。

4.3.5.2表面腐蚀白斑面积应不超过20%、不允许出现红绣斑点。

4.3.5.3漆膜应满足QC/T484中TQ6的要求。

4.3.6泥水试验

泥水试验后，转向器总成应能正常工作并满足4.2.1要求。

4.3.7防水防尘

总成引出线处，螺钉连接处，应有防水和防尘要求，防护等级应满足GB/T30038的IP65的要求。

4.4电磁兼容

4.4.1无线电骚扰特性

转向器总成应符合GB18655规定的要求，应达到限值的Ⅲ级水平。

4.4.2电磁辐射抗扰性

转向器总成应符合GB/T17619规定的要求。

4.4.3静电放电产生的电骚扰

转向器总成应符合GB/T19951规定，应达到A类要求。

4.4.4沿电源线的电瞬态传导

转向器总成应符合GB/T21437.2规定，应达到A类要求。

4.5可靠性

4.5.1正向驱动磨损

转向器总成经50000次循环试验后，应满足4.2.1要求，自由间隙不大于12°；零件应无断裂、

裂纹等损坏。

4.5.2逆向驱动疲劳

转向器总成经200000次循环试验后，应满足4.2.1要求，自由间隙不大于12°；零件应无断裂、

裂纹以及点蚀等损坏。

4.6机械强度

4.6.1冲击

4.6.1.1转向器总成经冲击试验后，应无损坏。

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T/CSAExx—20xx

4.6.1.2应满足4.2.1要求。

4.6.2静扭

4.6.2.1□180N.m试验后不得出现变形和异常；270N.m试验后允许出现变形，但试验完成后功能试验

正常转动；360N.m允许出现变形不得出现断裂。

4.6.2.2□应满足4.2.1要求。

4.6.3振动

4.6.3.1□转向器总成经振动试验后，不允许出现可见裂纹和断裂。

4.6.3.2□应满足4.2.1和4.2.12要求。

5试验方法

5.1试验条件

5.1.1温度偏差

本文件规定试验方法中的温度偏差为±2℃，另有明确要求除外。

5.1.2试验电压

本文件规定试验电压为12V±0.5V（标称电压12V）、24V±1V（标称电压24V）和48V±1V（标

称电压48V），另有明确要求除外。

5.1.3试验用直流电源

可用汽车蓄电池或直流稳压电源。

5.1.4安装

转向器总成试验时可参照实车安装方式、平置或垂直安装在试验台架上。

5.1.5检测仪器设备要求

5.1.5.1□在（23±5）℃温度范围内，扭矩、力、位移、转角、转速、电流、电压的测量精度应不低

于0.5%FS。

5.1.5.2□在（23±5）℃温度范围内，噪声测量的精度等级不低于1dB(A)。

5.1.5.3□在（23±5）℃温度范围内，温度测量的精度等级不低于1℃。

5.1.5.4□在（23±5）℃温度范围内，湿度测量的精度等级不低于10%RH。

5.2性能试验

5.2.1功能

将转向器（带输入轴和传动轴）安装在试验台架上，系统正常工作，输入端处于直线行驶位置，输

出端施加额定载荷的三分之一（如企业有特别要求，按企业特别要求执行），零车速，以0.5r/min～1

r/min的速度向左右转动转向盘，记录输入扭矩和输入角度的曲线。

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T/CSAExx—202x

5.2.2转向器角传动比

将转向器（带输入轴和传动轴）安装在试验台上，在输入轴及摇臂轴端分别安装角度传感器，要求

连接无间隙、无助力、负载空载。以10r/min～15r/min，从一端极限位置到另一端极限位置转动输入

轴，记录输入轴转角增量与输出轴转角增量的比值（取起止位置90%的角度范围计算）。

5.2.3输入输出特性

将转向器（带输入轴和传动轴）安装在试验台架上，系统正常工作，输入端处于直线行驶位置，输

出端刚性固定，设定不同车速（均分，包括0和Vmax）以0.5r/min～1r/min的速度向左右两个方向

匀速转动输入端，记录各个车速下输入力矩与输出力矩的关系曲线（见图1）。

输出力矩（Nm）或力（N）

V1

V2

V3

0输入力矩（Nm）

V3

V2

V1

图1输入输出特性曲线

5.2.4空载转动力矩

5.2.4.1□将转向器（带输入轴和传动轴）安装在试验台架上，汽车点火开关关闭，输入端处于直线行

驶位置，输出端空载。

5.2.4.2□输入端以10r/min～15r/min的转速从直线行驶位置顺时针转动到转向器右极限，然后再反

向转动到转向器左极限，再顺时针转回到起始位置。记录左右极限位置90%范围，并绘制转动力矩关系

曲线（见图2），并记录左右极限位置90%范围输入端力矩的最大、最小值、波动量及输出转角。

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T/CSAExx—20xx

力矩最大值

输入力矩（Nm）

矩平量波

力矩最小值

均动

力

0转角（°）

图2空载转动力矩曲线

5.2.4.3汽车点火开关开启，助力系统带电，重复5.2.4.2试验。

5.2.5自由间隙

无助力、固定转向器壳体安装孔、摇臂轴输出端刚性固定在中间位置、输入轴以0.5r/min～1r/min

的速度缓慢向左转动到180度，然后改变方向回到中间位置后继续向右转动180度，记录输入输出曲线。

记录输出产生力矩时输入的角度，计算左右两边的平均值。

5.2.6逆向驱动力矩

输入端空置，助力电机不带点，以2r/min～3r/min的转速转动输出轴，从直线行驶位置顺时针转

动到90%转向器最大右转角，然后再反向转动到90%转向器最大左转角，再顺时针转回到起始位置。绘

制转动力矩关系曲线，并记录输入端力矩的最大值和波动量。

助力电机带点，完成上述试验。

5.2.7机械传动部分正向效率

将总成安装在试验台架上（带输入轴和传动轴），在输入轴连接扭矩传感器及角度传感器，在输出

轴连接扭矩传感器及角度传感器，要求连接无间隙，输入轴端以10r/min转速，调整输入端加载，使

转向装置输出端的扭矩至转向装置使用时最大输出载荷的三分之一，测量输入、输出扭矩及转角。

正向效率=100%×输出轴扭矩×角度/（输入轴扭矩×角度）。

5.2.8机械传动部分反向效率

将总成安装在试验台架上（带输入轴和传动轴)，在输入轴连接扭矩传感器及角度传感器，在输出

轴连接扭矩传感器及角度传感器，要求连接无间隙，调整输入端加载阻尼，输出轴驱动速度按传动比及

输入轴转速10r/min换算成输出转速，使输出端转动加载至最大输出载荷的三分之一，测量输入、输出

扭矩及转角。

反向效率=100%×输入轴扭矩×角度/输出轴扭矩×角度。

5.2.9综合效率

将总成安装在试验台架上（带输入轴和传动轴)，电机带电，输入轴连接扭矩传感器及角度传感器，

输出轴连接扭矩传感器及角度传感器，要求连接无间隙，调整输入端加载，使转向装置输出端的扭矩至

转向装置使用时最大输出载荷的三分之一，测量输入、输出扭矩及转角，测量电机的供电输入功率。

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T/CSAExx—202x

综合效率=100%×输出轴扭矩×角度/（输入轴扭矩×角度+电机输入功率）

5.2.10反向冲击

将转向器（带输入轴和传动轴)安装在试验台架上，系统正常工作，输入端处于直线行驶位置（试

验时允许用手轻扶转向盘），在转向器输出端施加额定输出载荷40%的冲击载荷，时间应不大于10ms，

测量冲击时电流响应时间和输入端所转动的角度。

5.2.11高转速助力不足

将转向器（带输入轴和传动轴)安装在试验台架上，系统正常工作，输入端处于直线行驶位置，输

出端施加额定输出载荷，输入端在90°±5°范围内以500～550°/s速度转动，测量输入端转动力矩。

5.2.12故障报警

将转向器安装在试验台架上，系统正常工作，根据设计书故障报警功能，模拟对应故障，检查报警

信号是否正常输出。

5.2.13噪声

将转向器（带输入轴和传动轴)安装在半消声室中，助力系统带电，输入端处于直线行驶位置，在

输出端施加额定载荷，0km/h车速，输入端以20r/min～30r/min转动，从直线行驶位置顺时针转动到

90%转向器最大右转角，然后再反向转动到90%转向器最大左转角，再顺时针转回到起始位置，为一个循

环，进行三个循环，距电动机机壳径向中心正上方100mm处（见图3），测量三个循环噪声值，记录噪

声最大值，噪声值的修正参照GB12348。

说明：

1——半消声室

2——麦克风

3——汽车电动转向装置用电动机

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T/CSAExx—20xx

4——汽车转向盘

5——汽车电动助力转向装置

图3噪声试验示意图

5.2.14控制器

控制器部分按QC/T1083要求进行试验，并按GB17675附录B提交功能安全文档。

5.2.15电机

电机部分按QC/T1082要求进行试验。

5.2.16传感器

传感器按QC/T1084要求进行试验。

5.3环境试验

5.3.1高温

5.3.1.1□助力系统带电，按GB/T2423.2中试验Be：高温试验方法进行。

5.3.1.2□在+100℃温度下放置96h。

5.3.1.3□试验完成后,在5min内进行5.2.1试验，检查装置是否正常工作。

5.3.2低温

5.3.2.1□助力系统带电，按GB/T2423.1中试验Ae：低温试验方法进行。

5.3.2.2□在-40℃温度下放置96h。

5.3.2.3□试验完成后，在5min内进行5.2.1试验，检查装置是否正常工作。

5.3.3高低温交变

5.3.3.1□助力系统带电，按GB/T2423.22中试验Na：温度变化试验方法进行。

5.3.3.2□先降温至-40℃低温环境中保持2h，然后再提高至+65℃高温环境中保持2h，完成5个循环。

5.3.3.3□试验完成后进行5.2.1试验，检查装置是否正常工作。

5.3.4温度/湿度组合循环

5.3.4.1□助力系统带电，按GB/T2423.34中试验Z/AD：温度/湿度组合循环试验方法进行。

5.3.4.2□在-10℃～+65℃之间完成10个循环的温度/湿度组合循环试验。每个循环为24h，每个循环

周期中的温度和湿度的变化情况（见图4）。

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T/CSAExx—202x

温度（℃）

不工作

65

45

25

0

-10时间（h)

242102121

2222

一个循环（24h）

A）温度循环

相对湿度（%）

96

无控制的

93

90相对湿度

80

75

60

45

0

2421051时间（h）

一个循环（24h）

B）湿度循环

图4温度/湿度组合循环

5.3.4.3试验完成后进行5.2.1试验，检查装置是否正常工作。

5.3.5耐腐蚀性

5.3.5.1按GB/T2423.17中规定的Ka：盐雾试验方法进行。

5.3.5.2试验结束后检查表面腐蚀白斑面积、是否出现红锈斑点，漆膜按QC/T484中TQ6的要求检查。

5.3.5.3检查装置是否正常工作，再进行5.2.1试验。

5.3.6泥水试验

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T/CSAExx—20xx

将转向器（带输入轴和传动轴)安装在试验台上，往输入输出处、线束连接处（按活动方向垂直方

向，距离输入输出处或连接处5CM处）喷洒泥水，喷射频次：每隔一个小时喷洒一个小时，喷洒量：

3L/min，泥水配置按照：水10L，NaCl为2kg，硅酸盐及粘土1L，MgCl2为0.2kg，石英砂1L；车速0km/h,

负载50%满载，磨损试验50000次；试验完成后，检查输入输出密封部位是否出现异常，再进行5.2.1试

验。

5.3.7防尘防水

按GB/T30038中IP65规定进行防尘防水试验，再进行5.2.1试验。

5.4电磁兼容试验

5.4.1无线电骚扰特性

转向器助力系统正常工作，按GB18655的规定，分别进行零部件的传导发射和零部件传导骚扰限值、

零部件的辐射发射和零部件辐射骚扰限值两种试验。

5.4.2电磁辐射抗扰性

转向器助力系统正常工作，按GB/T17619的规定，采用自由场法和大电流注入法在屏蔽室内进行试

验，自由场法抗扰性电平限值为30V/m，大电流注入法抗扰性电平限值60mA。

5.4.3静电放电产生的电骚扰

转向器力理系统正常工作，按GB/T19951规定的试验等级Ⅲ进行试验，车速为8km/h。测量点应在

电机、传感器及控制器接插件周围及壳体上表面边缘，被测点不少于10点。

5.4.4沿电源线的电瞬态传导

转向器助力系统正常工作，按GB/T21437.2规定的试验等级Ⅲ进行试验。

5.5可靠性试验

5.5.1正向驱动磨损

5.5.1.1□将转向器（带输入轴和传动轴)安装在试验台架上，助力系统带电，输入端驱动转速20

r/min-30r/min，转动至最大转角的90%，两端停留1～2秒。

5.5.1.2□车速调节为0km/h。

5.5.1.3□正向加载，输出端施加额定负载，试验过程中允许对电动机进行降温处理。

5.5.1.4□完成50000次循环试验后进行5.2.1试验。