白朝谷　陽(yáng)紹國(guó)　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(guó)家強(qiáng)制檢測(cè)項(xiàng)目，相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。汽車防盜裝置試驗(yàn)設(shè)備為一臺(tái)可以模擬鑰匙鎖止、扭矩加載裝置對(duì)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(tái)。汽車防盜裝置試驗(yàn)臺(tái)自2007年誕生后，基本沒有升級(jí)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(duì)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(duì)設(shè)備性能進(jìn)行升級(jí)改造，本文以QC-ZXQJC-A01型轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺(tái)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(duì)中裝置;緩沖裝置;扭矩傳感器;十字萬(wàn)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(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)滑塊移動(dòng)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(dòng)而不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)， 一旦滑塊移動(dòng)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(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣車輛的方向便被鎖死，從而實(shí)現(xiàn)防盜目的。為測(cè)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(cè)機(jī)構(gòu)使用的轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺(tái)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(duì)中裝置的精確度等。

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

啟動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(tái)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(tái)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(duì)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(tái)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(duì)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(duì)中，扭矩加載過程中的卡滯產(chǎn)生的附加扭矩會(huì)觸發(fā)限扭功能報(bào)警而無(wú)法啟動(dòng)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(duì)中問題也可能會(huì)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(duì)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(huì)觸發(fā)扭矩傳感器報(bào)警而無(wú)法啟動(dòng)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(duì)QC-ZXQJC-A01型轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺(tái)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(wàn)向節(jié)，萬(wàn)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(wàn)向節(jié)的工作原理（主動(dòng)叉在垂直位置，并且十字軸平面與主動(dòng)軸垂直時(shí)。此時(shí)，主動(dòng)叉與十字軸連接點(diǎn)和從動(dòng)叉與十字軸連十字軸式剛性萬(wàn)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(duì)中即可，運(yùn)行過程中的震蕩或安裝偏差在萬(wàn)向節(jié)上得以緩沖和吸收，而且對(duì)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(dòng)，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(duì)改進(jìn)后的轉(zhuǎn)向防盜裝置試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行綜合性能驗(yàn)證，綜合分析后評(píng)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?duì)中過程中存在偏差，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(wú)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(duì)設(shè)備做好預(yù)熱和常規(guī)潤(rùn)滑保養(yǎng)，電壓、氣壓穩(wěn)定，臺(tái)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(duì)準(zhǔn)，以方便驗(yàn)證十字軸萬(wàn)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(duì)兩個(gè)扭矩傳感器的加載曲線（時(shí)間-扭矩曲線）進(jìn)行對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)加載過程中依然會(huì)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(wàn)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(duì)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(duì)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(yǔ)

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(tái)在進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)后，通過萬(wàn)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(duì)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(jiǎn)化了安裝步驟，只需要粗略對(duì)中即可，不需要精確對(duì)中，且設(shè)備覆蓋的轉(zhuǎn)向管柱型號(hào)更廣，而且增加十字軸萬(wàn)向節(jié)和波紋管聯(lián)軸器的改進(jìn)方法實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)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(duì)檢驗(yàn)人員技能的依賴，節(jié)省了人力成本。

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