汽車實(shí)車門玻璃升降器性能耐久試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì).docx

DOI: 10 3969 / j. issn. 1001 3881. 2014. 04. 031汽車實(shí)車門玻璃升降器性能耐久試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)徐華俊1 ，張偉2( 1. 安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽合肥 231603;2. 東風(fēng)本田汽車有限公司，湖北武漢 430056)摘要: 針對(duì)當(dāng)前汽車玻璃升降器檢測(cè)系統(tǒng)多采用模擬車門進(jìn)行性能試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果脫離實(shí)際使用工況的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì) 一種使用實(shí)車門進(jìn)行性能試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)，并提供了各試驗(yàn)項(xiàng)目的具體實(shí)現(xiàn)措施及其結(jié)構(gòu)，使試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，操作更加 方便。關(guān)鍵詞: 玻璃升降器; 性能試驗(yàn); 耐久試驗(yàn)中圖分類號(hào): TH6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B文章編號(hào): 1001 3881 ( 2014) 4 100 3Design of Performance and Durability Test Bench for eal Vehicle Door Glass LifterXU Huajun1 ，ZHANG Wei2( 1. Anhui Water Conservancy Techincal College，Hefei Anhui 231603，China;2. Dongfeng Honda Automobile Co ，Ltd ，Wuhan Hubei 430056，China)Abstract: In current automotive glass lifter detection system，simulation vehicle door is usually used to make performance test， the test results deviate away from actual working status To overcome the problem，a performance test bench using real vehicle door was designed for door glass liter，and the specific implementation measures and structure of all the test projects were provided So the test results are more accurate and operation is more convenientKeywords: Glass lifter; Performance test; Durability test汽車玻璃升降器是車門系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)車門玻璃升降 運(yùn)動(dòng)的車門附件。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，玻 璃升降器的需求量也將大大增加，其驅(qū)動(dòng)形式也將由 電動(dòng)代替手動(dòng)，且正日益成為一種標(biāo)準(zhǔn)的汽車配件。 而汽車電動(dòng)玻璃升降器又是汽車上故障率較高的部件 之一，能夠檢測(cè)升降器各項(xiàng)性能的試驗(yàn)臺(tái)無論對(duì)系統(tǒng) 的前期開發(fā)還是后期檢驗(yàn)、故障排查都將是一個(gè)有力 的工具。現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)玻璃升降器檢測(cè)設(shè)備都采用模擬車門 玻璃升降器性能試驗(yàn)臺(tái)與實(shí)車門耐久試驗(yàn)臺(tái)組合，這 種結(jié)構(gòu)形式五、六年前被整車廠和玻璃升降器供應(yīng)商 普遍 采 用， 但 由于 被做性能試驗(yàn)時(shí)采用模擬 車 門 ( 即采用磁粉阻尼器模擬玻璃與導(dǎo)槽間的阻力) 并非 實(shí)際工況，得出的試驗(yàn)結(jié)果不真實(shí)，所以近幾年在整 車廠逐漸不再使用，而實(shí)車門性能耐久試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn) 工況與實(shí)際使用工況相符，試驗(yàn)結(jié)果也比較真實(shí)，正 逐漸被整車廠采用。1試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目根據(jù) QC / T 636-2000 汽車電動(dòng)玻璃升降器試驗(yàn) 標(biāo)準(zhǔn)，電動(dòng)玻璃升降器主要性能檢測(cè)項(xiàng)目有: 電流 特性、關(guān)閉力檢測(cè)、上升 / 下降行程檢測(cè)、上升 / 下降時(shí)間檢測(cè)、上升 / 下降運(yùn)行速度檢測(cè)、耐過電壓檢測(cè)、 自鎖性、耐久試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定升降器試驗(yàn)條件: 試驗(yàn)電源采用直流穩(wěn) 壓電源，其 波 紋 電 壓 ( 峰 峰) 值 不 大 于 100 mV; 試驗(yàn)電壓為 ( 13. 5 0. 3 ) V，接線電阻為 ( 0. 25 0. 02) ; 環(huán)境溫度 5 40 ; 測(cè)量長(zhǎng)度器具最小刻度值不應(yīng)大于 0. 05 mm。升降器一個(gè)工作循環(huán)為: 玻璃上升到上止擋，阻 塞 1 s，斷電 6 s，然后通電使玻璃下降到下止擋，阻 塞 1 s，斷電 6 s。2模擬車門玻璃升降器性能耐久試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介模擬臺(tái)架采用 40 40 鋁型材為框架材料，結(jié)構(gòu) 緊湊，造型采用方正柜式。上部安裝玻璃升降器，下 部放置模擬負(fù)載，如圖 1 所示。模擬負(fù)載: 由拉壓力傳感器、磁粉阻尼器、繞線 轉(zhuǎn)盤組成。鋼絲繩纏繞在繞線轉(zhuǎn)盤上，升降器玻璃托 架與鋼絲繩連接上下運(yùn)動(dòng)，帶 動(dòng) 磁 粉 阻 尼 器 轉(zhuǎn) 動(dòng) 加 載。鋼繩上系有拉壓力傳感器，檢測(cè)并反饋摩擦力大 小 ( 摩擦力方向與升降器運(yùn)動(dòng)方向相反) 。在試驗(yàn)中 采用模擬負(fù)載裝置模擬玻璃與玻璃導(dǎo)槽間摩擦阻力， 如圖 2 所示。收稿日期: 2013 01 14作者簡(jiǎn)介: 徐華 俊 ( 1982) ，男，工 學(xué) 碩 士，講 師，主要從事數(shù)字化設(shè) 計(jì) 與 制 造 的 研 究 與 教 學(xué) 工 作。E mail: xuhua- jun1008 163. com。第 4 期徐華俊 等: 汽車實(shí)車門玻璃升降器性能耐久試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)101圖 1 模擬車門性能試驗(yàn)臺(tái)圖 2 模擬負(fù)載裝置3實(shí)車門玻璃升降器試驗(yàn)臺(tái)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)由工業(yè)鋁型材通過角件連接而成，支 腳安裝鎖止腳輪，便于移動(dòng)、鎖止。試驗(yàn)臺(tái)架長(zhǎng) 高 尺寸為 1 600 cm 1 900 cm，安裝車門部分長(zhǎng) 高尺 寸為 1 600 cm 1 400 cm，可 同 時(shí) 安 裝 兩 個(gè) 乘 用 車 ( 兩廂、三廂、MPV、SUV 等) 實(shí)車門。車門的固定 通過 4 個(gè)快速夾具夾緊，分別是安裝在調(diào)整桿 2 上的 2 個(gè)水平快速夾鉗和安裝在底部的 2 個(gè)推拉式快速夾 鉗。圖中調(diào)整桿 1、2 可以上下移動(dòng)，以適應(yīng)不同尺 寸的車門。車門寬度不同時(shí)左右移動(dòng)快速夾鉗的安裝 位置即可，車門高度不同時(shí)只要調(diào)整調(diào)整桿 2 的高度 即可。臺(tái)架用來檢測(cè)玻璃升降器的各項(xiàng)性能，也可用 來做常溫下的耐久試驗(yàn)，如圖 3 所示。圖 3 實(shí)車門玻璃升降器試驗(yàn)臺(tái)整體結(jié)構(gòu)4試驗(yàn)項(xiàng)目功能實(shí)現(xiàn)( 1) 電流特性檢測(cè)在試驗(yàn)電壓下，將升降器玻璃上升到上止擋使電 機(jī)堵轉(zhuǎn)，測(cè)量其堵轉(zhuǎn)電流。用同樣的方法測(cè)量玻璃下驗(yàn)臺(tái)中都是采用光柵尺檢測(cè)行程，這種檢測(cè)方法在實(shí) 車門中無法進(jìn)行。因?yàn)閷?shí)車門有弧度加上玻璃升降器 安裝在內(nèi)外鈑金里面，光柵尺無法安裝檢測(cè)。在該實(shí) 車門性能耐久試驗(yàn)臺(tái)中采用了拉線位移傳感器測(cè)量玻 璃的上升、下降行程。該種傳感器有一個(gè)自動(dòng)卷收機(jī) 構(gòu)，可實(shí)時(shí)隨玻璃上下移動(dòng)，采集位移數(shù)據(jù)。有效檢 測(cè)行程 1 1 000 mm，輸出模擬 量 電 壓、電 流 信 號(hào)， 檢測(cè)精度 0. 01 mm。安裝方式如圖 5 所示。圖 4 電流 位移曲線圖 5 行程檢測(cè)機(jī)構(gòu)( 3) 上升、下降時(shí)間檢測(cè)在模擬性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)中采用計(jì)算機(jī)測(cè)試升降器驅(qū)動(dòng) 電機(jī)啟動(dòng)與停止時(shí)間即為玻璃上升及下降時(shí)間，這種 方法忽略了整個(gè)傳動(dòng)鏈中間隙 誤差。在實(shí)車門實(shí)驗(yàn)臺(tái)中采用兩個(gè) 反 射 式 光 電 開 關(guān) 直 接 測(cè) 量，試驗(yàn)中在玻璃上止擋與下 止擋附近貼兩個(gè)用于反射信號(hào) 的白紙片，玻璃到達(dá)上、下止 擋時(shí)由接近開關(guān)感應(yīng)紙片反射 信號(hào)，計(jì)算機(jī)采集兩次信號(hào)的 時(shí)間并通過軟件計(jì)算出時(shí)間間 隔即為上升下降時(shí)間。時(shí)間檢 測(cè)裝置如圖 6 所示。降時(shí)的工作電流及堵轉(zhuǎn)電流。用電流傳感器采集工作 電流，通過軟件繪制電流 位移特性曲線，如圖 4 所( 4) 上升、下降運(yùn)行速度檢測(cè)圖 6 時(shí)間檢測(cè)裝置示。( 2) 上升、下降行程檢測(cè) 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定玻璃的有效行程為升降器的極限行程內(nèi)，上下兩端各減去 20 mm 后 的 部 分。模 擬 性 能 試將采集的位移與時(shí)間數(shù)值通過軟件輸入公式: 運(yùn)行速度 = 玻璃行程 / 運(yùn)行時(shí)間，計(jì)算出上升、下降運(yùn) 行速度。升降器的上升運(yùn)行速度應(yīng)為 70 200 mm / s， 下降運(yùn)行速度應(yīng)滿足產(chǎn)品圖樣技術(shù)要求。102機(jī)床與液壓第 42 卷( 5) 關(guān)閉力檢測(cè)關(guān)閉力 如 不 達(dá) 標(biāo)，車 內(nèi) 密 封 性 就 不 好，冷 氣 外 泄，空調(diào)制冷運(yùn)行時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，雨天也容易造成雨水 透進(jìn)車內(nèi)。在試驗(yàn)電壓下，使玻璃上升到接近上止擋 時(shí)在運(yùn)行的反方向施加力使電機(jī)堵轉(zhuǎn)，用測(cè)力計(jì)測(cè)量 該力。測(cè)力機(jī)構(gòu)由氣缸將力傳感器推出，由安裝在力 傳感器前端的尼龍緩沖塊堵轉(zhuǎn)玻璃上升，力傳感器測(cè) 出的值即為關(guān)閉力，整體機(jī)構(gòu)如圖 7 所示。圖 7 關(guān)閉力檢測(cè)機(jī)構(gòu)力傳感器 采 用 NS-TH4 稱 重 傳 感 器， 輸 出 5 V 電壓信號(hào)，安裝如 圖 8 所 示。氣 缸 采 用 缸 徑 行 程 為 25 mm 125 mm 的雙 作 用 氣 缸，氣 動(dòng) 原 理 如 圖 9 所示。圖 8 力傳感器安裝圖圖 9 氣動(dòng)原理圖( 6) 耐過電壓檢測(cè)開啟電源，對(duì)升降器施加 16. 5 V 電壓，并進(jìn)行 10 個(gè)工作循環(huán)后，重做以上 5 項(xiàng)基本性能試驗(yàn) 且 要 滿足 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 要求。( 7) 自鎖性試驗(yàn) 升降器在車窗玻璃行程內(nèi)任一點(diǎn)應(yīng)能自鎖，在升降器玻璃托架上施加 500 N 負(fù)載時(shí)，不應(yīng)損壞，玻璃下降量不大于 5 mm。施力機(jī)構(gòu)如圖 10 所示。圖 10 施力機(jī)構(gòu)施力機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)絲杠、連接板與拉壓 力傳感器組成，力傳感器標(biāo)定施力值。試驗(yàn)中通過軟 件控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)連接板下移拉動(dòng)力傳 感器使驅(qū)動(dòng)力達(dá)到 500 N，該力通過鋼絲繩作用在玻 璃拖架上。( 8) 耐久試驗(yàn)對(duì)前門升降器做 15 000 個(gè) 工 作 循 環(huán); 對(duì) 后 門 升 降器做 7 500 個(gè)工作循環(huán)，試驗(yàn)后將以上 7 個(gè)性能試 驗(yàn)再做一遍，試驗(yàn)結(jié)果允許與試驗(yàn)前偏差 20% 。試驗(yàn)過程中允許對(duì)電機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷，并安裝溫度報(bào) 警裝置。采用溫度傳感器采集溫度信息，選用 PT100 溫度傳感器 和 SWB-216 變 送 器，輸 出 5 V 的 電 壓 信 號(hào)。5結(jié)論該試驗(yàn)臺(tái)采用鋁型材做支架，質(zhì)量輕、美觀，車 門安裝采用快速夾鉗，方便試驗(yàn)人員安裝拆卸。車門安裝部分可左右、上下調(diào)整以適應(yīng)不同尺寸 乘用車車門，使設(shè)備更具通用性。用實(shí)車門進(jìn)行試驗(yàn)比前期的模擬車門試驗(yàn)各項(xiàng)試 驗(yàn)數(shù)據(jù)接近實(shí)際工況，試驗(yàn)結(jié)果更能真實(shí)地反映玻璃 升降器的實(shí)際性能。參考文獻(xiàn):【1】全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) QC / T 626-2008 玻璃升降 器S 北京: 中國(guó)計(jì)劃出版社，2008【2】全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) QC