對某款轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)

白朝谷　陽紹國　李俊峰

摘 要：GB 15740-2006《汽車防盜裝置》于2007年9月1日開始實(shí)施，汽車防盜裝置列入國家強(qiáng)制檢測項(xiàng)目，相應(yīng)的檢測設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。汽車防盜裝置試驗(yàn)設(shè)備為一臺可以模擬鑰匙鎖止、扭矩加載裝置對轉(zhuǎn)向管柱施加扭矩、扭矩加載裝置釋放加載扭矩、鑰匙開啟等主要循環(huán)工況，考核轉(zhuǎn)向防盜裝置耐久強(qiáng)度的綜合試驗(yàn)臺。汽車防盜裝置試驗(yàn)臺自2007年誕生后，基本沒有升級換代，一些設(shè)計(jì)上的缺陷日益凸顯，如試驗(yàn)樣件安裝對中困難，扭矩傳感器容易損害等諸多問題，隨著試驗(yàn)數(shù)量的飽和，急需對設(shè)備性能進(jìn)行升級改造，本文以QC-ZXQJC-A01型轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺為列進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，以提高試驗(yàn)效率和使用方便性。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)設(shè)備;對中裝置;緩沖裝置;扭矩傳感器;十字萬向節(jié);波紋管聯(lián)軸器;技術(shù)改進(jìn)

1 引言

目前轉(zhuǎn)向防盜是車輛防盜裝置中用的最多的一種，其技術(shù)方案就是在轉(zhuǎn)向軸上設(shè)計(jì)一個(gè)縮孔或固定一個(gè)部件，與滑塊構(gòu)成凹、 凸配合， 動力傳動機(jī)構(gòu)推動滑塊移動并分別處在與鎖孔結(jié)合或分離兩種位置狀態(tài)。且滑塊在滑軌內(nèi)只能移動而不會轉(zhuǎn)動， 一旦滑塊移動到與轉(zhuǎn)向軸上固定設(shè)置的鎖孔配合位置時(shí)， 轉(zhuǎn)向軸將無法轉(zhuǎn)動，這樣車輛的方向便被鎖死，從而實(shí)現(xiàn)防盜目的。為測試防盜裝置系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)借助相關(guān)設(shè)備，依據(jù)GB 15740- -2006《汽車防盜裝置》附錄A規(guī)定完成在每個(gè)方向上的2500次鎖止循環(huán)磨損試驗(yàn)和在靜態(tài)條件下繞旋轉(zhuǎn)軸、在兩個(gè)方向上的扭矩強(qiáng)度試驗(yàn)。目前檢測機(jī)構(gòu)使用的轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺工作原理都大同小異，區(qū)別在于設(shè)備的細(xì)節(jié)性能，如設(shè)備的工作效率、試驗(yàn)樣件安裝的便捷穩(wěn)定性、樣件對中裝置的精確度等。

2 QC-ZXQJC-A01型轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺工作原理

啟動伺服電機(jī)將轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)到防盜裝置非嚙合位置;鑰匙夾持手臂旋轉(zhuǎn)鑰匙、把防盜裝置從開啟位置轉(zhuǎn)到鎖止位置;啟動伺服電機(jī)，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向軸以使作用其上的扭矩在防盜裝置嚙合的瞬間為40N.m士2N.m;鑰匙夾持手臂旋轉(zhuǎn)鑰匙開啟防盜裝置;啟動伺服電機(jī)，把轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)到防盜裝置不能嚙合的位置;重復(fù)以上步驟反向旋轉(zhuǎn)即完成一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)，具體如圖1所示，重復(fù)以上步驟，進(jìn)行2500個(gè)循環(huán)，完成GB 15740--2006附錄A規(guī)定完成在每個(gè)方向上的2500次鎖止循環(huán)磨損試驗(yàn);重新設(shè)定加載程序，在轉(zhuǎn)向防盜裝置鎖止?fàn)顟B(tài)下施加標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的扭矩完成強(qiáng)度試驗(yàn)。

3 QC-ZXQJC-A01型轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺存在的缺陷

在累計(jì)進(jìn)行多次試驗(yàn)之后，本轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺在使用過程中很多設(shè)計(jì)上的缺陷日益凸顯。主要表現(xiàn)在扭矩傳感器容易過載報(bào)警，過載損害;試驗(yàn)樣件安裝和拆卸費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對中精度差導(dǎo)致試驗(yàn)中途停機(jī)，造成以上故障的原因主要如下。

首先，該轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺的轉(zhuǎn)向管柱安裝機(jī)構(gòu)只能滿足前后和上下調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)空間太小，試驗(yàn)樣件與設(shè)備的鏈接都為硬鏈接，基本沒有緩沖空間，所以在轉(zhuǎn)向管柱的安裝過程，轉(zhuǎn)向管柱的軸線與施加扭矩的加載臂軸線的對中存在極大的困難，不僅安裝費(fèi)時(shí)，而且安裝很難精確對中，扭矩加載過程中的卡滯產(chǎn)生的附加扭矩會觸發(fā)限扭功能報(bào)警而無法啟動循環(huán)加載程序，同時(shí)已經(jīng)進(jìn)入循環(huán)工況狀態(tài)后，未完全對中問題也可能會使得加載扭矩逐步增大，導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)異常磨損和相應(yīng)傳感器的損壞。

其次，鑰匙夾持手臂與鑰匙孔的對中，存在與轉(zhuǎn)向管柱扭矩加載臂類似的問題，鑰匙的夾持臂與鑰匙的鏈接屬于硬鏈接，沒有緩沖間隙，輕微的震蕩或卡頓即會觸發(fā)扭矩傳感器報(bào)警而無法啟動循環(huán)加載程序，嚴(yán)重時(shí)直接導(dǎo)致加速機(jī)械結(jié)構(gòu)磨損和相應(yīng)傳感器的損壞。

4 對QC-ZXQJC-A01型轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺技術(shù)改進(jìn)

4.1 技術(shù)改進(jìn)

4.1.1 試驗(yàn)樣件安裝夾具的改裝

如圖2所示，在現(xiàn)有轉(zhuǎn)向管柱安裝裝置的扭矩傳感器一側(cè)增加一個(gè)十字軸式萬向節(jié)，萬向節(jié)一端與扭矩傳感器固定，另一端與轉(zhuǎn)向管柱鏈接，改裝后的試驗(yàn)樣件安裝夾具充分利用十字軸萬向節(jié)的工作原理（主動叉在垂直位置，并且十字軸平面與主動軸垂直時(shí)。此時(shí)，主動叉與十字軸連接點(diǎn)和從動叉與十字軸連十字軸式剛性萬向節(jié)接點(diǎn)在十字軸平面上的線速度相等），轉(zhuǎn)向管柱進(jìn)行粗略的對中即可，運(yùn)行過程中的震蕩或安裝偏差在萬向節(jié)上得以緩沖和吸收，而且對扭矩傳感器及機(jī)械結(jié)構(gòu)起到保護(hù)作用，避免了因震蕩引起的傳感器過載報(bào)警或頻繁卡頓引起傳感器過載損壞。

4.1.2 鑰匙夾持手臂改裝

如圖2所示，在鑰匙夾持手臂上增加一個(gè)波紋管聯(lián)軸器，波紋管聯(lián)軸器的韌性可吸收振動，同時(shí)補(bǔ)償徑向，角向和軸向偏差，同時(shí)又能保證扭轉(zhuǎn)方向剛性連接，在試驗(yàn)樣件出現(xiàn)故障時(shí)，有效過度扭矩而保護(hù)夾持手臂一端的扭矩傳感器。

4.2 改進(jìn)后設(shè)備性能驗(yàn)證

在相同的試驗(yàn)環(huán)境下，采用相同的試驗(yàn)方法，相同的試驗(yàn)人員進(jìn)行試驗(yàn)操作，選取最近半年內(nèi)試驗(yàn)過程中出現(xiàn)故障、沒有一次性完成2500次循環(huán)磨損試驗(yàn)的4套機(jī)械鑰匙轉(zhuǎn)向防盜管柱試驗(yàn)樣件，分別再次進(jìn)行磨損試驗(yàn)，對改進(jìn)后的轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺進(jìn)行綜合性能驗(yàn)證，綜合分析后評判改進(jìn)效果。4套試驗(yàn)樣件上次試驗(yàn)時(shí)的具體情況如下：樣件1樣品本身沒有任何質(zhì)量問題，僅因?yàn)閷χ羞^程中存在偏差，進(jìn)行磨損試驗(yàn)過程中發(fā)生卡頓而鎖止失敗報(bào)警，重新調(diào)整位置后順利完成試驗(yàn);樣件2鎖槽在鎖止后卸載瞬間出現(xiàn)卡頓，扭矩傳感器瞬間過載而損壞，仔細(xì)檢查后也是因?qū)χ胁粶?zhǔn)，加載過程中發(fā)生傾斜而受力不均引起的卡頓;樣件3在磨損試驗(yàn)進(jìn)行至2100次循環(huán)時(shí)鑰匙夾持手臂的扭矩傳感器過載報(bào)警，經(jīng)核查，樣品本身也沒有問題，由于加載過程中產(chǎn)生的震蕩，鑰匙夾持手臂與鑰匙為剛性連接無法緩沖震蕩瞬間增大的扭矩而使傳感器過載報(bào)警，恢復(fù)后順利完成試驗(yàn);樣件4在試驗(yàn)中途發(fā)生故障，致使鑰匙夾持手臂一端的扭矩傳感器過載損毀，經(jīng)檢查為轉(zhuǎn)向管柱本身的設(shè)計(jì)缺陷，鑰匙在完成開鎖、鎖止過程中發(fā)生卡頓后又瞬間松開，突然松開的瞬間致使扭矩傳感器瞬時(shí)過載而損壞。

4.2.1 試驗(yàn)條件

環(huán)境溫度17℃，氣壓為810hPa;試驗(yàn)前對設(shè)備做好預(yù)熱和常規(guī)潤滑保養(yǎng)，電壓、氣壓穩(wěn)定，臺面保持清潔，試驗(yàn)人員為上次完成所選取的4套轉(zhuǎn)向管柱樣的人員，試驗(yàn)時(shí)所有轉(zhuǎn)向管柱進(jìn)行快速安裝，不做精確對準(zhǔn)，以方便驗(yàn)證十字軸萬向節(jié)的實(shí)際作用，其余操作方法和上次試驗(yàn)相同。

4.2.2 驗(yàn)證結(jié)果分析

在改進(jìn)后的試驗(yàn)設(shè)備上，4套轉(zhuǎn)向防盜管柱均順利的一次性完成2500次循環(huán)磨損試驗(yàn)，對兩個(gè)扭矩傳感器的加載曲線（時(shí)間-扭矩曲線）進(jìn)行對比分析后發(fā)現(xiàn)加載過程中依然會發(fā)生卡頓現(xiàn)象，但在短暫的緩沖過渡后又繼續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行，充分證明在轉(zhuǎn)向管柱安裝裝置的扭矩傳感器一側(cè)增加十字軸式萬向節(jié)，在鑰匙夾持手臂上增加一個(gè)波紋管聯(lián)軸器，能有效緩解試驗(yàn)過程中對中不足導(dǎo)致的受力不均、震蕩，提高設(shè)備穩(wěn)定性、降低設(shè)備的精度要求，樣件安裝時(shí)不必進(jìn)行精準(zhǔn)對中，每次試驗(yàn)可以節(jié)省30分鐘左右的安裝時(shí)間，以便快速高效完成相關(guān)試驗(yàn)。

5 結(jié)束語

磨刀不誤砍柴工，與原有技術(shù)相比，QC-ZXQJC-A01型轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺在進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)后，通過萬向節(jié)和波紋管聯(lián)軸器緩解每個(gè)方向上的固定偏差，消除了未精確對中引起的卡滯、傳感器頻繁報(bào)警，減少了設(shè)備的磨損和傳感器的損壞;大大簡化了安裝步驟，只需要粗略對中即可，不需要精確對中，且設(shè)備覆蓋的轉(zhuǎn)向管柱型號更廣，而且增加十字軸萬向節(jié)和波紋管聯(lián)軸器的改進(jìn)方法實(shí)現(xiàn)方式簡單，成本低廉，方案可靠，同時(shí)低了人員操作技能和經(jīng)驗(yàn)要求，擺脫了對檢驗(yàn)人員技能的依賴，節(jié)省了人力成本。

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