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电动助力转向管柱带中间轴总成试验规范.doc

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电动 助力 转向 管柱 中间 总成 试验 规范
资源描述:
汽车有限公司企业标准 Q/SQR.04.847 —2007 电动助力 转向管柱 带中间轴 总成试验 规范 2007-09-25 发布 2007-10-15 实施 汽 车 有 限 公 司发布前 言 本标准 以符 合国 家标 准和 行业标 准为 前提 , 规 定了 XX 汽 车有 限公 司电 动助 力 转向管 柱带 中间 轴总 成的技 术要 求和 试验 要求 。 同时 在格 式和 内容 的编 排上均 符 合 GB/T1.1-2000 和 GB/T1.2-2002 的规定。 本标准 由 XX 汽 车有 限公 司乘用 车工 程研 究一 院提 出。 本标准 由 XX 汽 车有 限公 司汽车 工程 研究 院归 口。 本标准 起草 单位 :XX 汽 车 有限公 司乘 用车 工程 研究 一院。 本标准 主要 起草 人: 岳伯 陶。 本标准 首次 发布 日期 是 2007 年 09 月 25 日。 电 动助力 转向 管柱 带中间 轴总成试 验规范 1 范围 本标准规定 了 XX 汽 车有 限公司电动助 力转向管柱 带中间轴总成 的产品要求 及试验 方法、 包装 等内 容。 本标准适用 于 XX 汽 车有 限公司汽车用 电动助力转 向装置中的转 向柱助力形 式的转 向管柱 。 2 规范性 引用 文件 下列文 件中 的条 款通 过本 标准的 引用 而成 为本 标准 的条款 。凡 是注 日期 的引 用文 件 , 其随后 所有 的修 改单 (不 包括勘 误的 内容 ) 或 修订 版均不 适用 于本 标准 , 然 而, 鼓 励根 据本 标准达 成协 议的 各方 研究 是否可 使用 这些 文件 的最 新版本 。 SQR.04.427-2006 转 向管柱 带中 间轴 总成 试验 规范 3 术语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 标准。 3.1 电动转 向管 柱带 中间 轴总 成 包括转 向管 柱总 成、 中间 轴总成 、 万 向节 、 电 动机 、 控制 器总 成、 减速 机构 和传感 器在 内所有 部件 的总 称。 3.2 转向管 柱总 成 包括柱 管、 芯轴 、 减 速机 构、 电 动机 、 传 感器 等部 件的总 称。 如果 控制 器与 电动机 是一 体式设 计, 则还 应包 括控 制器总 成在 内。 3.3 中间轴 总成 包括中 间轴 和上 、下 万向 节以及 节叉 等部 件的 总称 。 4 试验职 责 设计工 程师 必须 对试 验规 范是否 满足 整车 的设 计要 求、 试 验项 目、 试 验条 件及 试验规 范 确定的 目标 值负 责, 试验 工程师 必须 对试 验数 据的 正确性 负责 , 供 应商 提供 的工装 样件 在 无 特殊说 明的 条件 下, 必须 符合此 规范 中所 述的 产品 定义。 5 实验误 差及 试验 条件 要求 5.1 试验参 数误 差控 制 试验过 程中 ,试 验参 数的 误差应 符合 表1 的规 定。 安 装力矩 应符 合表2的 规定 。 表1 试 验参 数误 差范 围 项目 误差范 围 温度 ±5℃ 力/ 扭矩 ±5% 角度 ±5% 速度/ 圆 周速 度 ±10% 线性偏 差 ±5% 湿度 ±5% 表2 安装 力矩 要求 中间轴 与转 向机 (或 者代 替物) 紧固 力矩 按装配 调整 说明 书 转向管 柱总 成与 台架 紧固 力矩 ( 25 ± 3) Nm 方向盘 (或 者其 替代 品) 螺母紧 固力 矩 (35 ±3) Nm 5.2 试验总 体条 件 控制器 和电 动机 加载 与实 车相同 设计 的电 压, 最大 为DC15 ; 电动机 最大 电流 设置 为实 车最大 设计 电流 ; 如无特 殊规 定, 试验 环境 温度为 室温 。 注: 无特殊说明时, 本标准中提到的方向盘均为带安全气囊方向盘, 或者质量、 质心、 转 动惯量和固 定位置均与气囊总成相同的重物固定于方向盘上。 6 产品要 求及 试验 方法 试验项 目分 功能 试验 、性 能试验 及可 靠性 试验 三类 。 电动助 力转 向管 柱带 中间 轴总成 除应 满足 本标 准的 规定, 还应 满足Q/SQR.04.427的要 求。 根据车 辆的 定位 和针 对市 场的不 同 , 将 具体 的电 动助 力转向 管柱 带中 间轴 总成 产品分 为 A 、B 、C 三类 ,便 于对 性 能和可 靠性 等进 行分 类要 求。 表3 电动 转向 管柱 产品 分 级 级别 车辆定 位和 针对 的主 要市 场 A 豪华车 、C 级 车、D 级 车和B 级 车, 针对 欧美 市场 车辆 B A 级 车、B 级 车, 针对 国内 市场 C MINI 车,针对国 内市 场 6.1 功能试 验 6.1.1 功能要 求 由转向 柱总 成 、 中间 轴总 成、 电动 机和 控制器 构成 的整套 系统 工作 正常 , 无 故障发 生 显 示(报 警灯 不亮 )。 在以不 同车 速信 号输 入和 不同方 向盘 转速 输入 条件 下, 整 个转 向行 程内 转动 方向盘 , 感 觉转动 过程 平滑 、无 卡滞 、无明 显振 动, 至任 意角 度停止 输入 时不 应有 惯性 延时现 象 出 现 。 6.1.2 试验方 法 将电动 转向 管柱 带中 间轴 总成按 实车 布置 位置 固定 在试验 台上 , 满足5.2 试 验 总体条 件, 输入端 以(20 ~30)r/min 的 速度转 动输 入轴 ,输 出轴 空载。 6.2 性能试 验 6.2.1 空载转 动力 矩试 验 6.2.1.1 性能要 求 扭矩最 大值Tmax 、 扭 矩最 大值Tmax 与 扭矩 最小 值Tmin 的扭 矩差 ΔT应 满足 表4 规 定, 特 殊 需求时 按产 品图 纸要 求。 表4 空载 转动 力矩 试验 要 求 级别 试验要 求 A 、B Tmax ≤1.4Nm ,ΔT ≤0.5Nm C Tmax ≤1Nm ,ΔT ≤0.3Nm 6.2.1.2 试验条 件 试验时 ,将 转向 管柱 总成 水平固 定于 试验 台上 ,输 出端无 负载 。 6.2.1.3 试验方 法 输入轴 以(20~30 )r/min 的转速 从起 始位 置(0° 位 置)顺 时针 转动 到90 %转 向器最 大 转角 , 然 后再 反向转 动到90 %转 向器 最大 转角 , 再 顺 时针转 回到 起始 位置 。 记 录并绘 制转 动 力矩曲 线, 如图1所 示。 试验结 果应 满足6.2.1.1 的 要求。 图1 空 载转 动力 矩试 验结 果图 6.2.2 输入力 矩- 输出 力矩 特性 试验 6.2.2.1 性能要 求 0 车速时,5Nm 时A 和B 之间的扭矩滞后值ΔT ≤1Nm , C 点的输出扭矩值Tamax 应满足 最大设 计规 定值 , 具体 值 见产品 图纸 规定 , C 点输 入 扭矩值Tdmax 应 满足 整车 匹配试 验结 果。 其 它车速 时, 只考察C 点扭 矩值, 输出 扭矩值Tamax 和输 入扭矩 值Tdmax 应满足 整车匹 配试 验结果 。 6.2.2.2 试验条 件 转向管 柱总 成固 定于 试验 台上, 输出 端固 定。 6.2.2.3 试验方 法 设定不同 车速( 从0Km/h 至 最高速, 间隔20km/h ), 先向左侧 转动输 入轴 到输 入力矩 的 设定值 为止 , 然后向 右侧 经中间 位置 直到 右侧 输入 力矩的 设定 值 , 最后 转回 到中间 位置 , 同 时纪录 各个 车速 下输 入力 矩与输 出力 矩关 系曲 线, 如图2 所示 。 静态输入 时( 车速信 号为 零) ,输 入力矩 的设定 值必 须满足: 当达 到此输 入设 定值时 , 系统的 助力 扭矩 也已 经达 到并超 过设 计 的 最大 助力 扭矩值 。 试验结 果应 满足6.2.2.1 要 求。 图2 输入 — 输出 特性 曲线 图 6.2.3 减速机 构间 隙试 验 6.2.3.1 性能要 求 间隙值 应小 于设 计规 定值 ,最大 不大 于5 ′。 6.2.3.2 试验条 件 单独对 蜗轮 -蜗 杆机 构进 行试验 。 6.2.3.3 试验方 法 试验时 锁紧 蜗杆 ,在 蜗轮 端加载1Nm 转动 力矩 。 试验结 果应 满足6.2.3.1 要 求。 6.2.4 噪声试 验 6.2.4.1 性能要 求 最大噪 声不 得大 于45dbA 。 6.2.4.2 试验条 件 管柱输 出端 加载 与设 计最 大力矩 相同 的负 载, 最大 设计力 矩见 产品 图纸 。 试 验需要 在环 境噪声 小于40dbA 的 条件 下 进行, 建议 在特 殊的 隔音 室内进 行。 6.2.4.3 试验方 法 在车速信 号分别为0km/h 、50km/h 和100km/h 的情况 下 ,在输入 端以20rpm 的 速度 转动输 入轴,转 角范 围±360 °。 用测量噪 声的 仪器分 别在 距离电机0.5m 的范围 内, 各个方向 上测 量噪声 值。 试验 结果 应满 足6.2.4.1 要求。 6.3 可靠性 试验 作可靠 性试 验时 , 应 将转 向管柱 总成 按照 实车 布置 状态固 定在 台架 上。 同时 , 在 试验 过 程中, 为避 免电 动机 连续 运转过 热, 可以 附加 冷却 装置对 电动 机进 行冷 却。 6.3.1 正向输 入耐 久试 验 6.3.1.1 可靠性 要求 本项可 靠性 试验 后, 产品 应进行6.1 项试 验, 并 满足 要求。 然后 进行6.2 项 试验 , 需满 足 6.2.1 要求 ; 需 满足6.2.2 项目中 : 最大 助力降 低不 大于15 % , 与 之对应 的输 入力矩 降低 不 大 于0.5Nm ; 还需 要满 足6.2.3 项目 :间 隙增 加不 大于10′。 6.3.1.2 试验条 件 带中间 轴总 成, 并按 实车 布置位 置固 定在 台架 上。 6.3.1.3 试验方 法 设计一 个与 整车 匹配 的循 环,如 图3 所示 。 图3 试 验循 环示 意图 当 输入 轴从0 位 置顺时 针转到B 点 ,等同 于转 向器到达 行程 的极 限,制 动装 置应 锁止 输 出轴 , 输 入轴 则继 续施 加 扭矩, “B ” 到 “C ” 点之 间 输入轴 扭矩 因输 出轴 被限 而上升 , 直到 达到Tmax (对应 “C ” 点 ) 并保 持D=0.5s 时 间, 制 动装置 的 ( 无转 动) 锁 止 力矩取 决于 输 入 轴力矩 的大 小并 保持 对输 出轴的 锁止 。 然 后输 入轴 开始反 向回 转, 反向 过程 的 “-A ” 、 “-B”、 “-C ”三个 点与 上述 三点 的绝对 值相 等。 在示意 图的 “B ” 点 的制动 力矩值 设定 应按 照50% 的 整车前 桥负 荷换 算, “A ” 点的制 动 扭 矩应按照25% 的整车 前桥 负荷换算 。从“A ” 点到 “B ”点之 间的输 入轴扭 矩取决于 制动 力矩的 设定 和电 动助 力的 冲抵。 到 达 “B ” 点 后输 入 轴继续 扭转, 此时 制动 力 矩的大 小取 决 于输入 轴力 矩 最大输 入力 矩Tmax 根据实 际产品 确定 ,具 体见 产品 图纸。 转向输 入速 度(20 —30)r/min 。 试验次 数40000 次。 试 验结 果应 满足6.3.1.1 要求 。 6.3.1.4 本 项试 验的 替代 试验 由于6.3.1 试 验对 设备 的要 求比较 高 , 试 验曲 线设 计也 很不容 易 , 所 以设 计一 种替 代试验 。 试验方 法为 : 将 被试 装置 安 装到台 架上 , 系 统正 常工 作 , 转向 盘以20~30r/min 转速转动,在8 ~ 20Km/h 定 车 速 下 , 分别 向左 和 向右 旋 转, 换 载荷 为额 定 载荷 的30% 占70万 次换 向 、载 荷 为 额定载 荷的60% 占20 万次 换向、 载荷 为额 定载 荷的90% 占10 万次 换向 , 共 完成100万 次换 向。 温度过 高时允 许采用 冷却 措施。 输入的 转角范 围在 ±1圈范 围内, 输入 波形为 三角 波 ,波形 峰值为 额定 扭矩 载荷 。 试 验结 果应 满足6.3.1.1 要求 。 6.3.2 逆向输 入耐 久试 验 6.3.2.1 可靠性 要求 本项可 靠性 试验 后, 产品 应进行6.1 项试 验, 并 满足 要求。 然后 进行6.2 项 试验 , 需满 足 6.2.1 要求 ; 需 满足6.2.2 项目中 : 最大 助力降 低不 大于15 % , 与 之对应 的输 入力矩 降低 不 大 于0.5Nm ; 还需 要满 足6.2.3 项目 :间 隙增 加不 大于10′。 6.3.2.2 试验条 件 带中间 轴总 成, 按实 车布 置位置 固定 在试 验台 架上 。 用一 个质 量和 转动 惯量 都等于 方向 盘总成 的质 量块 和刚 度为100 ±20Nm/rad (1.75 ±0.35Nm/deg ) 的 弹 性 元件 代替 方向盘 总成 , 锁止方 向盘 替代 物。 6.3.2.3 试验方 法 输出端 加载 ,载 荷和 次数 如表5 所列 。 表5 逆 向扭 转疲 劳试 验加 载载荷 和试 验次 数 对应最 大助 力力 矩的 比例 循环次 数 40% 120000 50% 40000 60% 25000 70% 15000 80% 9000 90% 6000 100 % 2000 110 % 800 120 % 500 试验频 率2Hz —15Hz ;波 形为正 弦波 。 试 验结 果应 满足6.3.2.1 要求 。 6.3.3 振动耐 久试 验 6.3.3.1 可靠性 要求 本项可靠 性试 验后产 品应 无破损、 变形 ;应满足6.1 功能试验 要求 。之后 ,在 方向盘 中 心点水 平和 竖直 两个 方向 上分别 加载 不大 于500N 的 力, 转向 柱管 不脱落 , 可 以正常 转动 , 且 转动平 滑、 不得 有卡 滞感 和松旷 以及 松旷 产生 的噪 声。 6.3.3.2 试验条 件 带中间 轴总 成, 按实 车布 置位置 固定 在振 动试 验台 上。 6.3.3.3 试验方 法 振动频 率(15~40 )Hz, 频率范 围内 扫略 输入 ;振 动加速 度3g ;试 验次 数8 ×10 5 次。 试验结 果应 满足6.3.3.1 要 求。 6.3.4 逆向扭 转冲 击试 验 6.3.4.1 可靠性 要求 总成不 得出 现任 何故 障和 损坏, 之后 产品 应进 行6.1 和6.2 项试 验, 并满 足要 求 。 6.3.4.2 试验条 件 带中间 轴总 成和 机械 转向 器 , 按 实车 布置 位置 固定 在试验 台上 。 用 一个 质量 和转动 惯量 都等于 方向 盘总 成的 质量 块和刚 度为 (100 ±20 )Nm/rad (1.75 Nm/deg ±0.35Nm/deg ) 的弹 性元件 代替 方向 盘总 成, 固定方 向盘 代替 物。 6.3.4.3 试验方 法 以最大助 力扭 矩3.5 倍 的脉 冲力矩( 换算 到齿条 上) ,冲击齿 条, 冲击时 间小 于0.1s , 正、反 方向 各二 次。 试验结 果应 满足6.3.4.1 的 要求。 6.3.5 湿热环 境试 验 6.3.5.1 可靠性 要求 试验中 每次 取出 后, 均应 进行6.1 项 试验 并满 足要 求 ; 整 个试 验完 毕后取 出 , 应进行6.1 项和6.2 项 试验 并满 足要 求 。对于 不同 产品 试验 放置 时间不 同, 见表6。 表6 湿热 环境 试验 放置 时 间要求 级别 试验要 求 A 120h B 48h C 24h 6.3.5.2 试验条 件 试验在 有温 度控 制和 蒸汽 发生器 的特 制试 验箱 内进 行。 6.3.5.3 试验方 法 相对湿 度大 于95 %, 温度 不小于35°C 的环 境内 , 将 电动转 向管 柱带 中间 轴总 成放置 其 中。每 隔24h 进 行一 次功 能 测试, 最多 进行120h 。 试验结 果应 满足6.3.5.1 要 求。 6.3.6 热冲击 试验 6.3.6.1 可靠性 要求 试验后 总成 应进 行6.1 和6.2 项试 验, 并满 足要 求。 6.3.6.2 试验条 件 电动转 向管 柱带 中间 轴总 成水平 放置 。 6.3.6.3 试验方 法 将总成放 置于80 °C 的 环境 内2h后再 放入-40°C 的环 境内2h , 两种 温度环 境之 间的时 间 间隔为2h, 试验 次数50 次 。温度 变化 如图4所 示。 图4 温 度循 环示 意图 试验 结果 应满 足6.3.6.1 要 求。 6.3.7 低温试 验 6.3.7.1 可靠性 要求 试验后 总成 应进 行6.1 和6.2 项试 验, 并满 足要 求。 6.3.7.2 试验条 件 电动转 向管 柱带 中间 轴总 成水平 放置 。 6.3.7.3 试验方 法 总成置 于-40 °C 环境 下放 置8h, 之后 直接 进行 功能 和性能 试验 。 试验结 果应 满足6.3.7.1 要 求。 6.3.8 中间轴 总成 滑转 综合 试验 (选做 项目 ) 6.3.8.1 可靠性 要求 试验后 中间 轴总 成的 扭转 方向间 隙最 大52 ′, 轴向 间隙最 大0.3mm 。 6.3.8.2 试验条 件 针对于 滑动 花键 结构 的中 间轴总 成的 特殊 试验 。 中间 轴总成 水平 固定 在一 端施 加扭转 载 荷,同 时轴 向允 许(3 —5 )mm水 平运 动的 试验 台上 。 6.3.8.3 试验方 法 中间轴总 成一 端固定 ,另 一端按表4所列 输入载 荷和 次数对总 成进 行加载 ,在 加载过 程 中,使 中间 轴总 成的 滑动 结构以0.2mm/s 的速 度进 行 缓慢滑 动。 表4 中 间轴 总成 滑转 试验 加载载 荷和 次数 对应最 大助 力力 矩的 比例 循环次 数 40% 8000 50% 4000 60% 3000 70% 1000 80% 800 90% 500 100% 200 110 % 50 120 % 20 试 验结 果应 满足6.3.8.1 的 要求 。 7 包装和 标志 7.1 产品出 厂时 ,应 有特 殊包 装,以 保护 电动 机、 控制 器和传 感器 不受 损坏 。 7.2 产品包 装还 需要 考虑 电器 元件的 防潮 、防 尘和 防静 电要求 。 7.3 产品如有 特殊 需要, 还应 附带特殊 标志 ,避免 产品 在移动过 程中 造成损 坏, 比如对 产 品特殊 拿持 部位 进行 标记 警示。 编制: 校对: 审核: 批准: 版本:00
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