汽車電器開關(guān)耐久試驗臺設(shè)計

劉志英，趙路濤

（長城汽車股份有限公司試驗中心，河北 保定 071000）

汽車用電器開關(guān)是控制汽車各種控制裝置電路的開關(guān)，如點火開關(guān)、燈光開關(guān)、門窗開關(guān)、報警信號開關(guān)等，這些開關(guān)在汽車行駛安全性、舒適性方面起著舉足輕重的作用，可以說沒有這些開關(guān)，汽車將寸步難行。

目前的汽車電器開關(guān)按其機(jī)械結(jié)構(gòu)分為:按鈕式、頂桿式、翹板式、板柄式、旋轉(zhuǎn)式、撥動式等，控制負(fù)載一般有電機(jī)、繼電器、燈和控制電路。電器開關(guān)和其他電器零部件一樣均需經(jīng)受高低溫環(huán)境試驗、振動試驗、鹽霧試驗以及耐久試驗等。其中耐久試驗是汽車電器零部件最基本、最重要的試驗，是考察零部件品質(zhì)的重要依據(jù)。又因這些開關(guān)使用頻率很高，如點火開關(guān)、制動燈開關(guān)、門燈開關(guān)等，如果可靠性差，造成開關(guān)失效，勢必影響整車的安全性及產(chǎn)品品質(zhì)。汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如QC／T198—1995《汽車用開關(guān)通用技術(shù)條件》和QC／T218—1996 《汽車用轉(zhuǎn)向管柱上組合開關(guān)技術(shù)條件》都對耐久性做了明確的要求，其中QC／T218—1996的4.12條對各開關(guān)耐久次數(shù)做了具體的規(guī)定，見表1。

表1 各開關(guān)耐久性次數(shù)要求

汽車制造商對開關(guān)的耐久試驗次數(shù)要求往往高于上述規(guī)定，如長城汽車對制動燈開關(guān)所做的耐久試驗為30萬次、門燈開關(guān)為10萬次等等?；诖?，我們設(shè)計了簡單、實用且通用性強的開關(guān)耐久試驗臺。該試驗臺可通過更換不同的電磁閥及氣缸、工裝夾具及負(fù)載，實現(xiàn)所有按鈕式、頂桿式、翹板式、撥動式開關(guān)的耐久試驗，通過軟硬件設(shè)計可使試驗臺具有操作簡單、界面友好、試驗出現(xiàn)問題或試驗完成后自動停機(jī)并聲光報警提示，達(dá)到自動化、智能化試驗的目的。下面對試驗臺的設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)介紹，供大家借鑒。

首先，設(shè)定試驗臺目標(biāo):①自動按動或撥動開關(guān)；②自動計數(shù)；③自動檢測開關(guān)正常與否；④試驗完成后或出現(xiàn)問題時自動停機(jī)并報警；⑤試驗界面人性化，可根據(jù)試驗要求設(shè)定不同的試驗速率、開關(guān)閉合時間和試驗次數(shù)。

其次，試驗臺材料組成:1臺普通臺式計算機(jī)、1臺穩(wěn)壓電源、1張數(shù)字輸入／輸出板卡、不同型號的電磁閥和氣缸、不同類型或大小的負(fù)載、工裝夾具。

第三，試驗臺制作。本試驗臺主要由硬件／軟件設(shè)計、電磁閥／氣缸／負(fù)載選擇、工裝夾具設(shè)計／安裝3部分組成。

1 硬件設(shè)計

硬件部分比較簡單，由16通道隔離數(shù)字量輸入和16通道繼電器輸出板卡——PCI-1762的輸出通道驅(qū)動電磁閥，連接到電磁閥上的氣缸按動開關(guān)樣件，使開關(guān)動作；將監(jiān)測開關(guān)樣件通斷的檢測線接到PCI-1762的數(shù)字輸入通道，以判定開關(guān)樣件正常與否，同時將報警指示燈和蜂鳴器接于PCI-1762的繼電器輸出端，一旦試驗中任意樣件出現(xiàn)異常或完成設(shè)定試驗次數(shù)，試驗臺將停止工作并報警提醒。樣件控制及檢測電路原理圖見圖1。

2 軟件設(shè)計

軟件部分用VB或VC編程。圖2為設(shè)計的通用開關(guān)耐久試驗臺試驗界面，其中耐久試驗次數(shù)可根據(jù)要求在 “設(shè)定運行”標(biāo)簽后輸入； “開關(guān)次數(shù)”為氣缸按動試驗樣機(jī)的次數(shù)； “接收次數(shù)”是檢測開關(guān)接通的次數(shù)，如果兩者相同，則說明樣件工作正常。試驗臺可同時進(jìn)行3組樣件的試驗，也可單獨或依次試驗。

3 電磁閥和氣缸的選擇及試驗樣件的安裝

本試驗臺主要針對按鈕式、頂桿式、翹板式、撥動式汽車電器開關(guān)耐久性試驗而設(shè)計，因這些開關(guān)大部分動作力比較小，如報警燈開關(guān)、后視鏡調(diào)節(jié)開關(guān)、玻璃升降開關(guān)等，故選擇了SMC微型電磁閥VQ110-6L和VV3Q12-06集裝板組合、微型氣缸CJ1B4-10SU4（缸徑4mm、行程10mm、單作用）或標(biāo)準(zhǔn)氣缸CJ2B6-10S系列 （缸徑6 mm、行程10 mm、單作用），見圖3、圖4。

但對動作力較大的門燈開關(guān)、制動燈開關(guān)等則用三正品牌的薄型雙作用氣缸SDA-25X30和5方口電磁閥4V110-06-DC12V?？傊?，選擇電磁閥和氣缸時，要根據(jù)試驗樣件的動作力大小而定。另對按鈕式、頂桿式開關(guān)一個樣件只用1支氣缸即可 （圖5），而對于翹板式、撥動式開關(guān)則需用2支氣缸兩邊按動 （圖6）。

試驗樣件的安裝:一般按開關(guān)的實際使用狀態(tài)固定在臺面上，調(diào)節(jié)樣件和氣缸的相對位置，使氣缸按下后正好在樣件要求的行程范圍內(nèi)即可。

試驗負(fù)載可根據(jù)用戶要求或開關(guān)實際情況而定，可用開關(guān)所控制的實物做試驗負(fù)載，如用后視鏡電動機(jī)做負(fù)載進(jìn)行后視鏡開關(guān)的耐久試驗、用玻璃升降電動機(jī)做負(fù)載在實車門上進(jìn)行玻璃升降開關(guān)的耐久試驗、用燈泡 （21W×4＋5W×2）做負(fù)載進(jìn)行報警燈開關(guān)耐久試驗；也可用不同功率的燈泡組合或大功率滑動變阻器做負(fù)載，以驗證開關(guān)觸點的帶載能力。

同樣道理，我們通過增加電磁閥和氣缸數(shù)量，對軟硬件進(jìn)行適當(dāng)修改，即實現(xiàn)了模擬人手按動車輛遙控鑰匙的開鎖、閉鎖及尋車按鍵，對車輛的遙控鑰匙、中控鎖、閉鎖器進(jìn)行系統(tǒng)耐久試驗，圖7為同時進(jìn)行的3套試驗系統(tǒng)。同樣方法可對收音機(jī)、DVD面板、空調(diào)面板所有按鍵及小開關(guān)組各開關(guān)同時進(jìn)行耐久試驗，大大提高了工作效率。

4 結(jié)束語

本試驗臺原理、結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，成本低廉，效率高，適宜所有開關(guān)制造商和整車廠電器試驗室參考制作。

［1］QC／T198—1995， 汽車用開關(guān)通用技術(shù)條件［S］.

［2］QC／T 218—1996，汽車用轉(zhuǎn)向管柱上組合開關(guān)技術(shù)條件［S］.