国内商用车相对乘用车而言，商用车数量占整个汽车市场的比重约为15%，近几年年产销量为400余万台，其总量不高，但生产厂家多，品种繁杂，造就了商用车零部件不同于乘用车品种多样性与小批量的特点。商用车转向管柱是商用车转向操纵机构，是驾驶员操纵车辆实现方向控制的安全传动部件。随着汽车工业发展，商用车客户对汽车功能需求不仅局限在安全性的满足，对舒适性与高耐久性越来越重视。近几年，国内一汽、二汽以及陕汽等主流汽车厂家新开发重卡车辆的耐久里程设计均已超过100万公里，有的设计要求耐久里程设计达到150万公里，再加上管柱上加载的时钟弹簧、角度传感器以及多功能娱乐电子控制等系统，使得转向管柱接口具有了多样化与复杂性特点，商用车转向管柱呈现出性能要求高、开发成本大以及时间周期长等特性。
1　转向管柱的9119现象
商用车转向管柱一般分为上管柱操纵机构和下传动系统两部份。在管柱开发系统中，上管柱操纵机构结构
复杂，开发投入人力与物力均较大，其开发工作量与资金投入占整个管柱的90%；同时，上管柱操纵机构在客户处出现的零公里或3MINS故障问题占转向管柱的90%。而下传动系统相对来说，固定为几种结构。一般在专业的生产厂家中，只需要在长短尺寸上进行改进约束即可，其开发工作量与资金投入占整个管柱的10%，且下传动系统在客户处出现零公里或3MINS故障问题只占转向管柱的10%；但在后期市场售后反馈故障件比例与索赔资金统计分析可知，上管柱操纵机构出现故障问题只占整个转向管柱的10%，下传动系统出现故障问题占转向管柱的90%，这种相互倒挂的特殊数据表现被称为商用车转向管柱的9119现象。
2　商用车转向管柱特性与主要的失效模式
安全性、舒适性以及耐久性是商用车转向管柱的三大
方向盘具备一定保持力，安全特性设计与控制均受到了生产方的重视，主要体现在传力部件焊接结构、过程控制、上下部件连接结构防松以及过程力矩控制等方面。一般安全特性失效在工业实践中发生概率极低。东风多利卡
舒适性、耐久性是转向管柱的主要常见失效模式，具体体现为上转向操纵机构转向沉重、方向盘轴向窜动、方向盘晃动、方向盘侧向刚性差、方向盘保持力不足以及方向盘调节困难等；下传动系统一般失效表现为方向盘抖动或异响等。
3　上转向操纵机构的特性与开发：强化个性化的研发与应用上转向操纵机构对不同汽车厂家与不同汽车车型上有不同的设计布局，造就了上转向操纵机构的多样性。在不同的产品设计中，配合汽车厂家，需要注重不同的个性化开发与运用；但在基本结构原理上，依旧有较大的借鉴参考作用。无论是手柄式锁止结构，还是气动解锁结构，不同产品均可在DFMEA（设计失效模式分析）与PFMEA（过程失效模式分析）上充分分享数据与经验。
上转向操纵机构一般有压铸铝件与钢管焊接组件两种结构，压铸铝件整体精度较高，便于设计较复杂结构，能够搭载点火锁、时钟弹簧以及传感器等电器。在布局整体管柱时，空间结构较紧凑，但压铸铝件前期开发具有模具复杂、周期长以及投入成本高等特点。柱管焊接组件结构适宜结构要求相对简单的布局。搭载零部件安装空间与精度要求不严格；焊接结构适合快速拼接工程样件。上转向操纵机构常见失效模式与设计开发要点如表1所示。
4　下传动轴特性与开发：注重平台化的技术研发与储备下传动轴对不同车型之间的变化不大，作为管柱零部件厂家来说，要注重其伸缩力与间隙的平衡研究，强化耐久指标，将下传动轴作为一个长期的技术研究对象。
根据车辆使用状况一般要求，下传动轴部份间隙小、伸缩力小，但间隙与伸缩力是一对相互制约的技术指标。具体来说，间隙小，一般是指在伸缩部分配合的间隙小，伸缩力会增加，造成车辆在不平整路面
行驶方向盘发生抖动；同时方向盘位置调整时调节力大、调节费劲。这要求减少伸缩力，那么伸缩轴部分的配合间隙就会增加，容易导致传动部位松动与异响。
下传动轴分总成部件目前在国内有伸缩花键副结构与
（四川绵阳德鑫机械有限公司，绵阳 621006）
摘　要：结合产品开发与市场问题反馈进行统计分析，提出了商用车转向管柱9119现象。针对特殊的9119现象，对商用车转向管柱的技术特性进行分解研究，提出了对应的技术开发要点。
关键词：转向管柱  商用车  技术开发
滚珠伸缩结构两大类。两种结构本质上区别在于上下伸缩原理上，前者为滑动伸缩，后者为滚动伸缩。目前国内通用的伸缩花键副有四齿、十齿、十二齿以及三十六齿等结构。而花键结构中，又分为三角花键与渐开线花键齿型两大类，四齿三角花键伸缩结构副与十二齿渐开线花键结构使用较为普遍。
随着近几年冷挤压技术普遍运用，采用伸缩管冷挤压技术与伸缩轴拉拔技术的四齿三角花键伸缩结构副在轻卡、中卡以及重卡等车型上得到了大量运用，如一汽的悍虎系列、东风天龙、天锦系列、东风多利卡、东风多利卡系列和陕汽H300\M300系列等。这种四齿三角花键伸缩结构副材料利用率与生产效率较高，但其伸缩副齿面接触面相对少，伸缩副伸缩力容易控制在较低水平，且抗磨性能差。四齿结构伸缩套在材料选用上，一般采用20#等低碳钢管，这种材料易于挤压成型，但它对承担冲击载荷、极限工况的扭转等刚性变型较大，易发生扭转疲劳失效，出现松旷、异响。对于十二齿的渐开线结构，在理论上齿面接触多，伸缩副间隙小，耐磨性优于四齿，但实际伸缩力要更大。加之渐开线结构在制造过程中，精度要求高，刀具侧成本高，运用不及四齿普遍，在客车转向系统上运用较多。所以我们在结构决定时，对于伸缩管与伸缩轴材料选取，要充分考虑材料性能匹配，在伸缩管材料强度上应该高于伸缩轴材料强度；对于中、重卡来说，要考虑在轴上或管内增加尼龙涂层，以便优化伸缩副抗磨能力；对于伸缩轴，可以考虑QPQ等化学处理方法，增加其耐磨性能。在伸缩副的润滑脂的选取上，要考虑到伸缩副的不维修性，伸缩副在装车状态下存在大角度倾斜等因素，设计选用中要注重润滑脂在伸缩副中的附着力与润滑抗磨作用。
滚珠伸缩结构相对滑动伸缩而言，滚动摩擦阻力小，伸缩轻便，在生产装配环节能够实现钢球分组装配，易于调整伸缩轴伸缩力与圆周方向间隙；但其对伸缩套管与伸缩轴钢球滚道直线度、滚道形状要求较高。在其结构中，传递力矩是通过钢球与滚道的弧线点接触进行的，对于滚道点接触压力较大，所以在设计与制造过程中，要重点关注滚道硬度与耐磨性能。通常在工业运用中，为了增加产品寿命，在产品初期钢球与滚道配合上，可选取小间隙或轻微过盈状态。另外，产品伸缩力也不大，在快速拉压伸缩总成过程中，有“哗哗”异响，原因是伸缩轴套中钢球在滚道中未能实现自由滚动，使得产品失去了预期的滚动效果；在后续车况耐久中，这种线接触滑动接触将加速磨损，所以在设计规范与制造过程中，保证钢球自由滚动是关键。伸缩管与伸缩轴在热处理或化学处理中，对于在长轴类与管件上如何控制或减小滚道形变是重点，特别是滚道扭曲形变，是工艺研究与控制的关键，也是作为下轴开发的一个长期课题。
5　结语
本文通过商用车转向管柱9119现象分析，让管柱设计开发人员对设计、制造上管柱操纵机构与下传动系统重视起来。上转向操纵机构在前期开发中，要强化个性化研发与应用；下传动轴部分要注重平台化技术研发与储备。在管柱先期策划设计中，可将转向管柱上下结构分离为两个分总成，上下分总成应该独立给定部件号，以便在后期市场问题诊断上，区分出不同部件故障，在维修或换件过程中做到有的放矢，避免过度维修与整体换件。另外，还可将转向管柱的上下结构分离为两个或两个以上的分总成，在
前期包装物流中，减少包装空间与运输成本。
参考文献
[1]万强.机动车可调转向管柱的结构改进[J].机械研究与运用，
2011，（5）；75-77.
9119 Phenomenon and Technology Development of Steering Column for Commercial Vehicles ZHANG Qin
(Sichuan Mianyang DEXIN Machinery Co., Ltd, Mianyang 621000）
Abstract: Combined with product development and market
Key words: steering column, technology development