汽车实车门玻璃升降器性能耐久试验台设计.docx

DOI: 10 3969 / j. issn. 1001 3881. 2014. 04. 031汽车实车门玻璃升降器性能耐久试验台设计徐华俊1 ，张伟2( 1. 安徽水利水电职业技术学院，安徽合肥 231603;2. 东风本田汽车有限公司，湖北武汉 430056)摘要: 针对当前汽车玻璃升降器检测系统多采用模拟车门进行性能试验，其试验结果脱离实际使用工况的现状，设计 一种使用实车门进行性能试验的试验台，并提供了各试验项目的具体实现措施及其结构，使试验结果更加准确，操作更加 方便。关键词: 玻璃升降器; 性能试验; 耐久试验中图分类号: TH6文献标识码: B文章编号: 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汽车玻璃升降器是车门系统中实现车门玻璃升降 运动的车门附件。随着我国汽车工业的飞速发展，玻 璃升降器的需求量也将大大增加，其驱动形式也将由 电动代替手动，且正日益成为一种标准的汽车配件。 而汽车电动玻璃升降器又是汽车上故障率较高的部件 之一，能够检测升降器各项性能的试验台无论对系统 的前期开发还是后期检验、故障排查都将是一个有力 的工具。现阶段国内玻璃升降器检测设备都采用模拟车门 玻璃升降器性能试验台与实车门耐久试验台组合，这 种结构形式五、六年前被整车厂和玻璃升降器供应商 普遍 采 用， 但 由于 被做性能试验时采用模拟 车 门 ( 即采用磁粉阻尼器模拟玻璃与导槽间的阻力) 并非 实际工况，得出的试验结果不真实，所以近几年在整 车厂逐渐不再使用，而实车门性能耐久试验台的试验 工况与实际使用工况相符，试验结果也比较真实，正 逐渐被整车厂采用。1试验检测项目根据 QC / T 636-2000 汽车电动玻璃升降器试验 标准，电动玻璃升降器主要性能检测项目有: 电流 特性、关闭力检测、上升 / 下降行程检测、上升 / 下降时间检测、上升 / 下降运行速度检测、耐过电压检测、 自锁性、耐久试验。标准规定升降器试验条件: 试验电源采用直流稳 压电源，其 波 纹 电 压 ( 峰 峰) 值 不 大 于 100 mV; 试验电压为 ( 13. 5 0. 3 ) V，接线电阻为 ( 0. 25 0. 02) ; 环境温度 5 40 ; 测量长度器具最小刻度值不应大于 0. 05 mm。升降器一个工作循环为: 玻璃上升到上止挡，阻 塞 1 s，断电 6 s，然后通电使玻璃下降到下止挡，阻 塞 1 s，断电 6 s。2模拟车门玻璃升降器性能耐久试验台简介模拟台架采用 40 40 铝型材为框架材料，结构 紧凑，造型采用方正柜式。上部安装玻璃升降器，下 部放置模拟负载，如图 1 所示。模拟负载: 由拉压力传感器、磁粉阻尼器、绕线 转盘组成。钢丝绳缠绕在绕线转盘上，升降器玻璃托 架与钢丝绳连接上下运动，带 动 磁 粉 阻 尼 器 转 动 加 载。钢绳上系有拉压力传感器，检测并反馈摩擦力大 小 ( 摩擦力方向与升降器运动方向相反) 。在试验中 采用模拟负载装置模拟玻璃与玻璃导槽间摩擦阻力， 如图 2 所示。收稿日期: 2013 01 14作者简介: 徐华 俊 ( 1982) ，男，工 学 硕 士，讲 师，主要从事数字化设 计 与 制 造 的 研 究 与 教 学 工 作。E mail: xuhua- jun1008 163. com。第 4 期徐华俊 等: 汽车实车门玻璃升降器性能耐久试验台设计101图 1 模拟车门性能试验台图 2 模拟负载装置3实车门玻璃升降器试验台整体结构设计整个试验台由工业铝型材通过角件连接而成，支 脚安装锁止脚轮，便于移动、锁止。试验台架长 高 尺寸为 1 600 cm 1 900 cm，安装车门部分长 高尺 寸为 1 600 cm 1 400 cm，可 同 时 安 装 两 个 乘 用 车 ( 两厢、三厢、MPV、SUV 等) 实车门。车门的固定 通过 4 个快速夹具夹紧，分别是安装在调整杆 2 上的 2 个水平快速夹钳和安装在底部的 2 个推拉式快速夹 钳。图中调整杆 1、2 可以上下移动，以适应不同尺 寸的车门。车门宽度不同时左右移动快速夹钳的安装 位置即可，车门高度不同时只要调整调整杆 2 的高度 即可。台架用来检测玻璃升降器的各项性能，也可用 来做常温下的耐久试验，如图 3 所示。图 3 实车门玻璃升降器试验台整体结构4试验项目功能实现( 1) 电流特性检测在试验电压下，将升降器玻璃上升到上止挡使电 机堵转，测量其堵转电流。用同样的方法测量玻璃下验台中都是采用光栅尺检测行程，这种检测方法在实 车门中无法进行。因为实车门有弧度加上玻璃升降器 安装在内外钣金里面，光栅尺无法安装检测。在该实 车门性能耐久试验台中采用了拉线位移传感器测量玻 璃的上升、下降行程。该种传感器有一个自动卷收机 构，可实时随玻璃上下移动，采集位移数据。有效检 测行程 1 1 000 mm，输出模拟 量 电 压、电 流 信 号， 检测精度 0. 01 mm。安装方式如图 5 所示。图 4 电流 位移曲线图 5 行程检测机构( 3) 上升、下降时间检测在模拟性能实验台中采用计算机测试升降器驱动 电机启动与停止时间即为玻璃上升及下降时间，这种 方法忽略了整个传动链中间隙 误差。在实车门实验台中采用两个 反 射 式 光 电 开 关 直 接 测 量，试验中在玻璃上止挡与下 止挡附近贴两个用于反射信号 的白纸片，玻璃到达上、下止 挡时由接近开关感应纸片反射 信号，计算机采集两次信号的 时间并通过软件计算出时间间 隔即为上升下降时间。时间检 测装置如图 6 所示。降时的工作电流及堵转电流。用电流传感器采集工作 电流，通过软件绘制电流 位移特性曲线，如图 4 所( 4) 上升、下降运行速度检测图 6 时间检测装置示。( 2) 上升、下降行程检测 标准中规定玻璃的有效行程为升降器的极限行程内，上下两端各减去 20 mm 后 的 部 分。模 拟 性 能 试将采集的位移与时间数值通过软件输入公式: 运行速度 = 玻璃行程 / 运行时间，计算出上升、下降运 行速度。升降器的上升运行速度应为 70 200 mm / s， 下降运行速度应满足产品图样技术要求。102机床与液压第 42 卷( 5) 关闭力检测关闭力 如 不 达 标，车 内 密 封 性 就 不 好，冷 气 外 泄，空调制冷运行时间会延长，雨天也容易造成雨水 透进车内。在试验电压下，使玻璃上升到接近上止挡 时在运行的反方向施加力使电机堵转，用测力计测量 该力。测力机构由气缸将力传感器推出，由安装在力 传感器前端的尼龙缓冲块堵转玻璃上升，力传感器测 出的值即为关闭力，整体机构如图 7 所示。图 7 关闭力检测机构力传感器 采 用 NS-TH4 称 重 传 感 器， 输 出 5 V 电压信号，安装如 图 8 所 示。气 缸 采 用 缸 径 行 程 为 25 mm 125 mm 的双 作 用 气 缸，气 动 原 理 如 图 9 所示。图 8 力传感器安装图图 9 气动原理图( 6) 耐过电压检测开启电源，对升降器施加 16. 5 V 电压，并进行 10 个工作循环后，重做以上 5 项基本性能试验 且 要 满足 试验标准 要求。( 7) 自锁性试验 升降器在车窗玻璃行程内任一点应能自锁，在升降器玻璃托架上施加 500 N 负载时，不应损坏，玻璃下降量不大于 5 mm。施力机构如图 10 所示。图 10 施力机构施力机构由步进电机、驱动丝杠、连接板与拉压 力传感器组成，力传感器标定施力值。试验中通过软 件控制电机驱动丝杠旋转，带动连接板下移拉动力传 感器使驱动力达到 500 N，该力通过钢丝绳作用在玻 璃拖架上。( 8) 耐久试验对前门升降器做 15 000 个 工 作 循 环; 对 后 门 升 降器做 7 500 个工作循环，试验后将以上 7 个性能试 验再做一遍，试验结果允许与试验前偏差 20% 。试验过程中允许对电机进行风冷，并安装温度报 警装置。采用温度传感器采集温度信息，选用 PT100 温度传感器 和 SWB-216 变 送 器，输 出 5 V 的 电 压 信 号。5结论该试验台采用铝型材做支架，质量轻、美观，车 门安装采用快速夹钳，方便试验人员安装拆卸。车门安装部分可左右、上下调整以适应不同尺寸 乘用车车门，使设备更具通用性。用实车门进行试验比前期的模拟车门试验各项试 验数据接近实际工况，试验结果更能真实地反映玻璃 升降器的实际性能。参考文献:【1】全国汽车标准化技术委员会 QC / T 626-2008 玻璃升降 器S 北京: 中国计划出版社，2008【2】全国汽车标准化技术委员会 QC