征求意见稿-带传动齿条助力式电动转向器技术要求及试验方法

ICS××.×××

T××

团体标准

T/ZJSAExx－20xx

带传动齿条助力式电动转向器

技术要求及试验方法

（征求意见稿）

BeltDrivenRackAssistTypeElectricPowerSteeringGear

TechnicalRequirementandTestMethod

20xx-xx-xx发布20xx-xx-xx实施

浙江省汽车工程学会发布

T/ZJSAExx—20xx

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由浙江省汽车工程学会提出并归口。

本文件负责起草单位：杭州世宝汽车方向机有限公司。

本文件参加起草单位：中国汽车工程研究院股份有限公司、北京理工大学电动车辆国家工程实验

室、浙江科技学院、舍弗勒智能驾驶科技（长沙）有限公司、浙江亚太智能网联汽车创新中心有限公司、

浙江方圆检测集团股份有限公司、湖北恒隆汽车系统集团有限公司、南京东华智能转向系统有限公司、

江门市兴江转向器有限公司、浙江万达汽车方向机股份有限公司、杭州新世宝电动转向系统有限公司。

本文件主要起草人：吴伟、万民伟、虞忠潮、刘斌。

本文件参加起草人：施国标、车佳黎、艾红霞、张新闻、徐文进、陈珍颖、李伟权、李琦、陈春华、

闵志宪、金良、张晓刚、戴荷怡、傅徐磊、朱兴旺、姜兆娟、叶昭芳、蒋丛生、高艳军、蔡黎明。

本文件为首次发布。

II

T/ZJSAExx—20xx

带传动齿条助力式电动转向器技术要求及试验方法

1范围

本文件规定了汽车带传动齿条助力式电动转向器的技术要求及试验方法。

本文件适用于汽车带传动齿条助力式电动转向器。

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。

GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准

GB17675汽车转向系基本要求

GB34660道路车辆电磁兼容性要求和试验方法

GB/T35360汽车转向系统术语和定义

QC/T1081汽车电动助力转向装置

QC/T29096汽车转向器总成台架试验方法

QC/T29097汽车转向器总成技术要求

3术语和定义

GB/T35360和QC/T29097中界定的及以下术语和定义适用于本标准。

3.1带传动齿条助力式电动转向器BeltDrivenRackAssistTypeElectricPowerSteeringGear

通过带传动及滚珠丝杠副驱动的齿条助力式电动助力转向器，包括内球节、外球节。以下简称转向

器

3.2转向器短总成ShortGear

去除掉内球节与外球节的转向器。

3.3上电状态PowerON

电源对转向器供电，且点火信号处于接通状态。

3.4下电状态PowerOFF

电源对转向器断开供电状态。文档中若未明确要求，均为下电状态。

3.5驱动带轮DrivePulley

内圈与电机输出轴连接，外圈与圆弧齿同步带配合的具有曲线齿的带轮。

3.6从动带轮DrivenPulley

1

T/ZJSAExx—20xx

内圈与丝杠螺母连接，外圈与圆弧齿同步带配合的具有曲线齿的带轮。

3.7圆弧齿同步带Belt

连接电机输出端与滚珠丝杠螺母的传动带，其齿形为圆弧齿形，简称同步带。

3.8齿条丝杠BallScrew&Rack

如下图所示，连接转向器两个内球节间的圆柱棒，其一端为与齿轮啮合的齿形，另一端为螺旋滚道。

3.9振动噪音RattleNoise

汽车过鹅卵石路、比利时路等颠簸路面时转向器发出的噪音。

3.10换向噪音ClunkNoise

汽车行驶或原地进行快速换向时转向器发出的噪音。

3.11工作噪音RunningNoise

汽车行驶或原地时，以恒定速度转向过程中转向器发出噪音。

3.12冲击强度ImpactStrength

模拟汽车轮胎撞击到路牙等硬物时，转向器承受冲击力的能力。

3.13冲击扭转强度ImpactTorsionalStrength

模拟汽车被举升时，快速转向使转向器以较快的齿条移动速度运转至极限位置而产生冲击惯量时，

转向器承受冲击扭转的能力。

4技术要求

4.1一般要求

4.1.1工作温度

转向器在-40℃～+120℃环境温度范围内应能正常工作。

2

T/ZJSAExx—20xx

4.1.2工作电压

标称电压为：12V、24V或48V。允许的电压变化范围：

10.8V～16V(标称电压12V)

21.6V～32V(标称电压24V)

36V～52V(标称电压48V)

4.1.3传动效率

转向传动效率按照QC/T1081第4.1.1条款规定的要求。

4.2性能

4.2.1齿轮齿条啮合间隙

齿轮齿条啮合间隙应满足以下要求：

中间位置±90°范围内最大啮合间隙≤0.1mm，90%全行程范围内最大间隙≤0.15mm。

4.2.2输入轴全转角

输入轴全转角应满足QC/T29097第4.1.1条款的要求。

4.2.3齿条行程

齿条行程应满足QC/T29097第4.1.2条款的要求。

4.2.4线角传动比

线角传动比应满足QC/T29097第4.1.3条款的要求。

4.2.5圆弧齿同步带张紧力

圆弧齿同步带张紧力应满足设计要求。

4.2.6齿条丝杠总成轴向游隙

齿条丝杠总成轴向游隙应满足以下要求：

滚珠丝杠传动副轴向游隙应满足设计要求；

四点接触式球轴承轴向游隙应满足设计要求。

4.2.7动态助力特性

输入轴旋转力矩应满足以下要求：

工况最大输入轴转矩(N·m)

工况15

工况210

工况310

工况415

3

T/ZJSAExx—20xx

4.2.8输入输出特性

输入输出特性应满足QC/T1081第4.2.2条款的要求。

4.2.9空载转动力矩

空载力矩应满足以下要求：

下电状态：

90%全行程范围内转动力矩平均值应满足设计要求。

顺时针与逆时针转动力矩平均值相差：≤0.3N∙m。

90%全行程范围内扭矩波动：≤1.8N∙m。

上电状态：

90%全行程范围内扭矩波动：≤0.5N∙m。

4.2.10齿条逆推力

齿条逆推力应满足以下要求：

90%全行程范围内平均推力应满足设计要求。

两个方向的齿条推力差：≤100N

90%全行程范围内齿条推力波动：≤200N

4.2.11振动噪音

噪声应满足以下要求：

噪声峰值：≤65dB(A)。

最大振动加速度不超过32m/s2。

4.2.12工作噪音

噪声应满足以下要求：

噪声峰值：≤65dB(A)。

最大振动加速度不超过32m/s2。

4.2.13换向噪音

噪声应满足以下要求：

噪声峰值：≤65dB(A)。

最大振动加速度不超过12m/s2。

4.3强度

4.3.1冲击强度

4.3.1.1冲击I

转向器经冲击I试验后，零件无裂纹、断裂等破损。

4.3.1.2冲击II

4

T/ZJSAExx—20xx

转向器经冲击II试验后，零件无裂纹、断裂等破损，齿条丝杠总成无卡滞、卡顿等现象，拉杆无

明显变形。空载转动力矩应满足本文第4.2.10条款要求。

4.3.2静扭强度

静扭强度应满足QC/T1081第4.5.2条款的要求。

4.3.3冲击扭转强度

冲击扭转强度试验后，转向器不能有功能性的失效，所有零件不能有破损等损坏，允许圆弧齿同步

带出现跳齿或打滑现象。

4.4耐久性

4.4.1正向驱动磨损

正向驱动磨损试验后应满足QC/T1081第4.2.1条款的要求。

总成各零部件无断裂等破损，紧固力矩衰减不大于30%，齿轮齿条啮合间隙小于0.3mm，圆弧齿同步

带张紧力衰减不超过30%，齿条丝杠总成轴向游隙不超过0.1mm，空载转动力矩及齿条推力变化不超过30%。

4.4.2逆向驱动疲劳

逆向驱动疲劳试验后应满足QC/T1081第4.2.1条款的要求。

总成各零部件无断裂等破损，紧固力矩衰减不大于30%，齿轮齿条啮合间隙小于0.3mm，圆弧齿同步

带张紧力衰减不超过30%，齿条丝杠总成轴向游隙不超过0.1mm，空载转动力矩及齿条推力变化不超过30%。

4.5耐侯性

4.5.1抗浸水侵入

抗浸水侵入试验后应满足以下要求：

转向器不得有破损，转向器内部不得有水进入；波纹防护套允许有轻微变形。

4.5.2抗高压喷水侵入

抗高压喷水侵入试验后应满足以下要求：

转向器不得有破损，转向器内部不得有水进入；波纹防护套允许有轻微变形。

4.5.3抗泥水性

转向器试样内无溶液浸入，密封元件未发生变形或损坏。

4.5.4耐温度交变

耐温度交变试验后，转向器不得出现破碎或破损，圆弧齿同步带张紧力应满足4.2.5条款的要求。

4.5.5耐腐蚀性

耐腐蚀性试验后，转向器应满足QC/T1081第4.3.5条款的要求。

5

T/ZJSAExx—20xx

4.5.6电磁兼容

转向器电磁兼容性应满足GB34660第4条款的要求。

5试验方法

5.1试验条件

5.1.1试验温度

本文件规定试验方法中的温度偏差为±3℃，另有明确要求除外。默认的试验温度为常温温度：(23

±3)℃。

5.1.2试验电压

本文件规定试验电压为(12±0.5)V(标称电压12V)或(24±1)V(标称电压24V)或(48±2)V(标称电压

48V)，另有明确要求除外。

5.1.3仪器精度

本文件规定试验方法中使用的试验设备、仪器精度在无明确要求时应满足QC/T29096第4.2条款内

容。

5.2性能试验方法

5.2.1齿轮齿条啮合间隙试验方法

将转向器短总成固定在试验台架上且齿条丝杠处于行程中位，将位移传感器固定在输入轴端的壳体

上，测头接触齿条丝杠的齿部背面或齿条丝杠的支撑座上(如调整螺塞设计有孔)(如下图所示)，先将位

移传感器清零，在齿条丝杠末端施加(25±2)N∙m扭矩并保持，记录位移传感器此时数值记为转

向器短总成在该位置的间隙值(该值记为正)。

�0(��)

移除扭矩，以(60~100)deg/s的角速度旋转输入轴或以等效的齿条丝杠移动速度推动或拉动齿条丝

杠，使转向器短总成完成一次转向循环，同时测量并记录输入轴转角及位移传感器的位移值

。转向器短总成在测量行程范围内的齿轮齿条啮合间隙即为行程中位间隙值与位移值

�(°)

之间的差值，即：

�(�)(��)�0�(�)

�(�)=�0−�(�)

6

T/ZJSAExx—20xx

5.2.2输入轴全转角试验方法

角度传感器精度：0.1mm。

输入轴全转角按照QC/T29096第5.1.1条款的方法检测。

5.2.3齿条行程试验方法

位移传感器精度：0.1mm。

齿条行程按照QC/T29096第5.1.2条款的方法检测。

5.2.4线角传动比试验方法

位移传感器精度：0.1mm。

线角传动比按照QC/T29096第5.1.3.2条款的方法检测。

5.2.5圆弧齿同步带张紧力试验方法

圆弧齿同步带张紧力可采用频率法、挠曲法或拉伸法三种方法检测。

5.2.5.1频率法：

振动频率分辨率：1Hz。

拨动圆弧齿同步带，测量圆弧齿同步带振动频率(Hz)。

张紧力与振动频率换算如下：

�

2

2�−�𝐵−92

:圆弧齿同步带张紧力(�N)=4×�−××10×�

4�

:圆弧齿同步带切线长度(mm)

�

:从动带轮节径(mm)

�

:驱动带轮节径(mm)

�

:圆弧齿同步带宽度(mm)

�

�

7

T/ZJSAExx—20xx

:圆弧齿同步带重量(g)

:圆弧齿同步带长度(mm)

�

:圆弧齿同步带振动频率(Hz)

�

�

5.2.5.2挠曲法：

力传感器精度：0.5%。

在圆弧齿同步带切线长度的中间位置，施加一个垂直于圆弧齿同步带的载荷，使其产生大小为

(mm)的挠曲，测量载荷�的大小。张紧力与载荷换算如下：��

�

�=64��

�

:圆弧齿同步带张紧力(N)�=16��−

�

:圆弧齿同步带挠曲所需的负载(N)

�

:圆弧齿同步带切线长度(mm)

���

:圆弧齿同步带长度(mm)

�

�

5.2.5.3拉伸法

力传感器精度：0.5%。

如图所示，在驱动带轮中心沿驱动带轮与从动带轮中心连线方向施加拉伸载荷。张紧力与拉伸载

荷换算如下：

��

��∙(�−�)

:从动带轮节径(mm)�=

4�

:驱动带轮节径(mm)

�

：从动带轮与驱动带轮中心距

�

�

8

T/ZJSAExx—20xx

5.2.6齿条丝杠总成轴向游隙试验方法

位移传感器精度：0.001mm，力传感器精度：0.5%

将齿条丝杠总成固定在试验工装上，确保齿条丝杠及丝杠螺母处于同轴、无偏移状态。丝杠螺母需

在行程的中间位置。齿条丝杠、丝杠螺母及其总成均不得产生旋转。

固定丝杠螺母，在齿条丝杠末端加载+/-200N轴向载荷，测量齿条丝杠轴向位移。

固定四点接触式球轴承外圈，在内圈上加载+/-200N轴向载荷，测量轴承内圈轴向位移。

5.2.7动态助力特性试验方法

将转向器短总成固定在试验台架上，且处于上电状态。

按下表施加齿条力、旋转输入轴，测量输入轴旋转力矩。

工况方向盘转角范围输入轴速度(°/s)载荷百分比(%)

工况1至行程限位180100

9

T/ZJSAExx—20xx

工况2±360°36070

工况3±90°50050

工况4±90°80035

5.2.8输入输出特性试验方法

输入输出特性试验方法按照QC/T1081第5.2.2条款的方法检测。

5.2.9空载转动力矩试验方法

扭矩传感器精度：0.5%。

空载转动力矩按照QC/T1081第5.2.3条款的方法执行。

5.2.10齿条逆推力试验方法

力传感器精度：0.5%。

齿条逆推力按照QC/T29096第5.1.5条款的方法执行。

5.2.11振动噪音试验方法

分贝仪分辨率：1dB；加速度计精度：1.0%。

将转向器固定在试验工装上。将靠近小齿轮端的拉杆连接驱动设备，另一端空载。拉杆处于实车角

度。

2

输入轴端连接0.04kg∙m的惯量盘，转向器设置为上电状态。在齿条和齿轮啮合位置附近、距离齿条

中心线10cm处放置第一个麦克风，在距离丝杠螺母和电机均约为10cm的位置放置第二个麦克风。在齿轮

齿条啮合位置、滚珠丝杠轴承、电机位置安装加速度传感器。以±2kN、5~30Hz扫频进行加载，扫频频

率为0.2Hz/s。检测并记录振动加速度及麦克噪声值，噪声值的修正应按照GB12348第5.7条款执行。

5.2.12工作噪音试验方法

将转向器以实车拉杆角度固定在试验工装上，两侧拉杆连接设备负载，负载大小为60%额定输出力。

转向器设置为上电状态。在齿条和齿轮啮合位置附近、距离齿条中心线10cm处放置第一个麦克风，，

在距离丝杠螺母和电机均约为10cm的位置放置第二个麦克风。在齿轮齿条啮合位置、滚珠丝杠轴承、电

机位置安装加速度传感器。测试开始前，先让转向器从一端极限位置至另一端极限位置来回运行3个循

环。以360°/s驱动旋转输入轴在90%全行程范围内工作，同时记录振动加速度及麦克噪声值，噪声值的

修正应按照GB12348第5.7条款执行。

5.2.13换向噪音试验方法

将转向器固定在试验台架上。输入轴端连接驱动电机，齿条靠近齿轮端通过拉杆连接负载机构，且

负载大小为50%额定输出力。

齿条丝杠置于中间位置且转向器设置为上电状态。在齿条和齿轮啮合位置附近、距离齿条中心线

10cm处放置第一个麦克风，，在距离丝杠螺母和电机均约为10cm的位置放置第二个麦克风。

分别以100°/s、200°/s、300°/s的旋转速度在+/-20°范围内连续正反转动输入轴，在极限角度

外可设置加速、减速过程。分别检测压块位置、丝杠位置及电机位置的振动加速度，同时记录麦克风噪

声值，噪声值的修正应按照GB12348第5.7条款执行。

10

T/ZJSAExx—20xx

5.3强度试验方法

5.3.1冲击强度试验方法

5.3.1.1冲击Ⅰ试验方法

22

将转向器短总成固定在试验台架上，输入轴末端安装一个大小为0.08kg∙m±0.005kg∙m的转动惯量

盘。齿条丝杠置于中间位置。

在输出端一侧施加大小为300%额定输出力的冲击载荷，冲击载荷需在50ms时间内上升到规定值。冲

击后检查零件破损情况。以同样的方法，取新件在输出端的另一侧进行冲击试验。

5.3.1.2冲击Ⅱ试验方法

将转向器固定在试验台架上，齿条丝杠沿一侧伸出至行程极限位置，拉杆摆角处于最大工作摆角状

态，输入轴末端安装一个大小为0.08kgm2±0.005的转动惯量盘。

沿齿条丝杠轴向方向在外拉杆球头上施加3次150%额定输出力的冲击载荷，冲击载荷需在50ms时间

内上升到规定值。冲击后检查零件破损情况，并以5.2.10条款进行空载转动力矩检测。

5.3.2静扭强度试验方法

冲击按照QC/T1081第5.5.1条款的方法执行。

5.3.3冲击扭转强度试验方法

转速传感器精度：1.0%。

将转向器安装到试验台架上。齿条丝杠处于中间位置。将0.040±0.005kg∙m²的惯量盘安装到输入

轴上。将驱动装置安装到转向器一侧的拉杆上。快速推动齿条丝杠至一侧极限并以1600°/s的速度撞击

至行程限位上，重复两次。以相反方向重复该试验。

5.4耐久性试验方法

5.4.1正向驱动磨损试验方法

转速传感器精度：1.0%。

转向器设置为上电状态。按照QC/T1081第5.4.1条款的方法及循环次数进行试验。循环次数完成后

按本文件第5.2.1条款、第5.2.5条款、第5.2.6条款、第5.2.9条款、第5.2.10条款、第5.2.11条款、第

5.2.12条款、第5.2.13条款进行检查。

5.4.2逆向驱动疲劳试验方法

转向器设置为上电状态。按照QC/T1081第5.4.2条款的方法及循环次数进行试验。循环次数完成后

按本文件第5.2.1条款、第5.2.5条款、第5.2.6条款、第5.2.9条款、第5.2.10条款、第5.2.11条款、第

5.2.12条款、第5.2.13条款进行检查。

5.5耐侯性试验方法

11

T/ZJSAExx—20xx

5.5.1抗浸水侵入试验方法

将转向器置于环境箱中，齿条丝杠处于中间位置，环境箱的温度循环如下：

+125℃保持2小时=>-40℃保持2小时。重复上述温度循环六次。

外球节需连接在试验工装上，转向器需安装相应线束。将转向器放置在105℃±3℃温度下4小时，

然后在5分钟内将转向器放置到5°C的水中，浸泡30分钟，整个EPS必须完全浸入水中。线束接插件的一

端保持在水槽外，拉杆放置到设计位置并允许它们自由移动。浸水过程中，以90°/s的速度旋转输入轴，

使齿条在左右两个极限位置间来回移动。

5.5.2抗高压喷水侵入试验方法

将转向器置于环境箱中，齿条处于中间位置，环境箱的温度循环如下：

+125℃保持2小时=>-40℃保持2小时。重复上述温度循环六次。

将转向器固定在试验工装上，按如下表格要求对转向器进行从左至右再从右至左的喷水。

水温80°C

压力120±3bar

喷嘴距离样品距离100mm

喷水时间1分钟

流量15L/min

助力状态下电状态

5.5.3抗泥水性试验方法

泥水要求

泥水比例：60L水，9Kg沙子，4.5Kg石灰，0.6Kg氯化钠或氯化钙

泥水温度：（23±3）℃

喷嘴要求：

喷嘴孔径为φ1.5mm

喷嘴数量为8个

单个喷嘴流量为（3±1）L/min

喷嘴布置应覆盖整个转向器

试验方法：

将带有线束连接器且连接完好的转向器置于环境箱中，齿条处于中间位置，环境箱的温度循环如下：

+125℃保持2小时=>-40℃保持2小时。重复上述温度循环六次。

将转向器按实车状态固定在试验台架上，转向拉杆的角度与车辆满载状态下的角度一致，齿条处于

中间位置，转向无助力。

转向器输入轴按下图所示在两极限位置往返转动，共进行100000个转向循环，同时横拉杆按下图所

示模拟前轮上、下跳动。

12

T/ZJSAExx—20xx

输

横

入

拉

轴

杆

转

摆

角

角

百

百

分

分

比时间/s

比

Lp：一个转向循环,6～8s

Lt：一个横拉杆跳动循环,4～6s

转动循环过程中，按下图所示对样件交替进行喷射泥水和干燥，其中喷射泥水时间为60min（包括

15min冷却至室温的时间和45min的喷射时间，第一循环为45min，不包含冷却时间），干燥时间为120min

（60min加热时间和60min保温时间），喷射过程中泥水应覆盖整个转向器，对于单独运转和连接的零部

件，如防尘罩、连接紧固件等应用喷管直径喷射（不带压力），在干燥过程中，使用70℃热空气均匀吹

向整个总成。

温

度

/

℃

室温

时间/min

5.5.4耐温度交变试验方法

转向器设置为下电状态，将转向器置于-40℃±3℃环境下保持4小时，再放置在+125℃±3℃环境下

保持4小时。重复进行上述温度循环六次。

将转向器冷却至室温。

旋转输入轴从中间位置至一侧极限再至另一侧极限，再回到中间位置。

按5.2.5条款的方法检测圆弧齿同步带张紧力。

5.5.5耐腐蚀性试验方法

耐腐蚀性按照QC/T1081第5.3.5条款的方法检测。

13

T/ZJSAExx—20xx

5.5.6电磁兼容试验方法

电磁兼容按照GB34660第5条款的试验方法检测。

14

T/ZJSAExx—20xx

目录

前言.................................................................................................................................................................II

1范围...................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件...............................................................................................................................................1

3术语和定义.......................................................................................................................................................1

4技术要求...........................................................................................................................................................2

5试验方法...........................................................................................................................................................6

I

T/ZJSAExx—20xx

带传动齿条助力式电动转向器技术要求及试验方法

1范围

本文件规定了汽车带传动齿条助力式电动转向器的技术要求及试验方法。

本文件适用于汽车带传动齿条助力式电动转向器。

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。

GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准

GB17675汽车转向系基本要求

GB34660道路车辆电磁兼容性要求和试验方法

GB/T35360汽车转向系统术语和定义

QC/T1081汽车电动助力转向装置

QC/T29096汽车转向器总成台架试验方法

QC/T29097汽车转向器总成技术要求

3术语和定义

GB/T35360和QC/T29097中界定的及以下术语和定义适用于本标准。

3.1带传动齿条助力式电动转向器BeltDrivenRackAssistTypeElectricPowerSteeringGear

通过带传动及滚珠丝杠副驱动的齿条助力式电动助力转向器，包括内球节、外球节。以下简称转向

器

3.2转向器短总成ShortGear

去除掉内球节与外球节的转向器。

3.3上电状态PowerON

电源对转向器供电，且点火信号处于接通状态。

3.4下电状态PowerOFF