转向柱带中间轴总成试验标准文档格式.docx
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转向柱总成与台架紧固力矩
方向盘(或者其替代品)螺母紧固力矩
M12
注:
①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。
②如果实际使用的紧固件不在表中的范围,则拧紧力矩按照图纸或者技术部门的规范力矩执行。
17 性能试验
转向柱带中间轴总成转动性能试验
转向芯轴转动力矩试验
7.1.1.1安装方法
将转向柱总成(不带中间轴)通过其固定支架水平紧固在试验台架上。
7.1.1.2试验过程
在0.3r/sec到1r/sec的转速下转动转向芯轴,顺时针转动360°
,再逆时针转动360°
,测量第三圈转动力矩。
测量数据见图1。
7.1.1.3判断标准
第三圈转动力矩及力矩波动值应满足下表3要求。
图1
表3
最大回转力矩(Nm)
回转力矩的波动量(Nm)
≤0.25
≤0.05
转向柱带中间轴总成转动力矩试验
7.1.2.1安装方法
将转向柱带中间轴总成按照整车安装角度进行可靠安装。
(转向机输入轴可以用一个轴向无自由度的轴承代替。
)调节机构按照表5执行。
表4
位置
设计位置
伸缩
7.1.2.2试验过程
测量数据见图1所示。
7.1.2.3判断标准
第三圈转动力矩及波动量应满足表5的回转力矩要求。
图2
表5
最大转动力矩(Nm)
转动力矩的波动量(Nm)
≤0.50
≤0.2
万向节最大工作角度试验
7.1.3.1安装方法
按图3所示,将万向节两端连接的轴用合适的工具支撑,使两万向节连接轴的轴线间夹角为工作角度α=45°
。
图3
7.1.3.2试验过程
以0.5r/s速度连续转动其中一万向节叉输入轴。
7.1.3.3判断标准
两万向节连接轴轴线在指定的角度旋转时,两万向节叉不产生相互干涉、发卡等现象。
下枢轴转动力矩试验
7.1.4.1安装方法
按图4所示,将转向柱固定,下支架枢轴可以自由转动。
图4
7.1.4.2试验过程
以0.5r/s速度,正负30°
范围内转动下支架,测量力矩值。
7.1.4.3判断标准
旋转时,下支架不产生发卡现象,力矩在1.5到5.9N.m范围内或更小。
中间轴节叉摆动力矩
7.1.5.1安装方法
将中间轴水平如图5固定,末端处于自由状态。
7.1.5.2试验过程
在末端施加一个力矩,向左和向右旋转45°
,测量力矩值
7.1.5.3判断标准
力矩小于0.3N.m
图5
调节机构调节力试验
调节手柄放松和锁止的力
7.2.1.1锁紧块形式的锁止力
1\安装方法
将转向柱带总成通过其固定支架水平紧固在试验台架上,如图6
2\实验过程
在锁紧调节手柄的同时测量手柄的操作力,直到接触限位器或者手柄到达手柄的图纸定义位置。
3\判断标准
调节过程中的最大调节力要小于80N
图6
螺纹锁紧模式的松开力
将转向柱带总成通过其固定支架水平紧固在试验台架上,如图7。
在转向柱的最上、中间和最下锁紧位置时松开调节手柄,同时测量手柄的操作力,直到接触限位器。
调节过程中的最大调节力要小于40N
图7
伸缩、角度调节操作力
7.2.2.1伸缩调节操作力
将转向柱带总成(不带中间轴)通过其固定支架按照整车角度紧固在试验台架上,如图8。
用质量为3.5Kg的重块安装在转向柱轴线上方向盘中心相对的位置。
方向盘中心位置按照规范图纸上的位置来确定。
在方向盘中心位置,施加一载荷,使转向柱管总成以5mm/s的速度调节到最长位置;
然后施加一反向载荷使转向柱管总成以10mm/s的速度调节到最短位置。
测量第五次操作时整个过程操作力小于80N,接触到死点位置时的力不计入在内。
图8
7.2.2.2角度调节操作力
将转向柱带总成(不带中间轴)通过其固定支架按照整车角度紧固在试验台架上,如图9。
在方向盘中心位置,施加一载荷,使转向柱管总成以5mm/s的速度调节到上极限位置;
然后施加一反向载荷使转向柱管总成以10mm/s的速度调节到下极限位置。
图9
伸缩、角度方向夹紧机构保持力
7.2.3.1伸缩方向夹紧机构保持力
17.1.1.1.1 锁止块形式的夹紧装置伸缩方向保持力
1\安装方法转向柱总成水平固定到试验台上,如图10所示
2\试验过程
分别调节转向柱拉伸到最长位置、中间位置、最短位置,分别锁紧调节手柄。
在最长、最短位置施加与心轴轴线同轴的力,施力点在方向盘固定位置,方向与可伸缩方向相同;
中间位置施加两个方向的力,增加力值,直到转向柱发生滑动,测量。
认为在这几个点测量的最小的开始滑动的力值为夹紧机构的夹紧力。
该力应不小于700N。
图10
17.1.1.1.2 螺纹锁紧形式的夹紧装置伸缩方向保持力
1\安装方法转向柱总成水平固定到试验台上,如图11所示
分别调节转向柱拉伸到最长位置、中间位置、最短位置,分别锁紧调节手柄,加紧实手柄力为60N。
该力应不小于1000N。
7.2.3.2角度方向夹紧机构保持力
7.2.3.2.1锁止块形式的夹紧装置角度方向保持力
1\安装方法按照整车安装角度将转向柱总成固定到试验台上,如图11所示
分别调节转向柱拉伸到最高位置、中间位置、最低位置,分别锁紧调节手柄。
在最高、最低位置施加与心轴轴线垂直的力,施力点在方向盘固定位置,方向与可角度可调节方向相同;
图11
7.2.3.2.2螺纹锁紧形式的夹紧装置角度方向保持力
1\安装方法转向柱总成水平固定到试验台上,如图12所示
分别调节转向柱拉伸到最高位置、中间位置、最低位置,分别锁紧调节手柄,夹紧时手柄力为60N。
在最高、中间、最低位置施加与心轴轴线垂直的力,施力点在方向盘固定位置,方向与可角度调节方向相同;
中间轴滑动力试验
1/安装方法
中间轴总成水平紧固在台架上,试验前中间轴必须完全拉出。
如图13所示。
2/试验过程
1中间轴一端固定,另一端施加一轴向载荷,使其以500mm/min的速度运动至全部滑出。
测量力值。
2中间轴两端施加3N.m扭矩,中间轴一端固定,另一端施加一水平轴向载荷,使其以500mm/min的速度运动至全部滑出。
3/判断标准
1对于树脂涂层花键连接的中间轴,滑动载荷小于60N。
对于滚动摩擦解构的中间轴,滑动拉力小于30N。
2对于树脂涂层花键连接的中间轴,滑动载荷小于80N。
对于滚动摩擦解构的中间轴,滑动拉力小于40N。
图12
图13
转向柱带中间轴总成及部件间隙测量
轴承轴向间隙
水平安装转向柱在试验台上如图所示。
调节机构处于锁止状态,位置如表6所示。
以15mm/min的速度在心轴上端部施加±
1000N的轴向力,5个循环,测量第六个循环的力与位移关系。
1在50N时,间隙值小于0.05mm。
2在200N时,间隙值小于0.1mm。
计算方法:
d=(l1+l2)/2、L=(L1+L2)/2
表6
图14
图15
轴承径向间隙
调节机构处于锁止状态,位置如表7所示。
1以10mm/min的速度,在心轴上端部相当于方向盘中心的位置施加±
500N的垂直径向力,5个循环。
在第六个循环测量力和位移的关系。
2以10mm/min的速度,在心轴上端部相当于方向盘中心的位置施加±
500N的水平径向力,5个循环。
方向盘中心的位置根据规范图纸定义
3在50N时,间隙值小于0.1mm。
4在200N时,间隙值小于0.2mm。
表7
图16
图17
转向柱带中间轴总成扭转间隙试验
将转向柱带中间轴总成通过固定支架反向水平紧固在试验台架上,试验时,调节机构按照表8的状态锁止。
表8
全部拉出
转向柱带中间轴总成下端紧固良好,上端与方向盘(或其替代品)相连。
以最大0.5°
/s的速度施加一个±
5Nm的扭矩。
对于带缓冲块的转向轴,应防止缓冲块的转动或者减去缓冲块的的角度偏差。
重复试验三次。
并记录第三次试验时扭矩-角度变化的曲线。
扭矩为0Nm时的扭转角度。
转向轴扭转角度小于30′。
图18
图19
中间轴的径向间隙试验
中间轴上端水平紧固在刚性的台架上,下端处于自由状态。
如图20所示。
试验时中间轴的长度为设计状态。
按图20所示的规定位置施加一技术文件中规定载荷,加载速度为(5±
0.1)mm/min。
重复操作四次。
在图20所示的规定位置,记录第四次试验时力-位移变化的曲线。
图20
中间轴径向间隙值就是按试验步骤测量所得值的绝对值的和。
Value#1定义的是载荷施加位置,value#2定义的是测量位置。
若中间轴是DoubleD型:
中间轴还需旋转90°
,再进行上述试验。
中间轴的技术要求必须满足技术文件中规定的值。
转向柱带中间轴总成及零部件刚度试验
转向柱带中间轴总成扭转刚度试验
将转向柱总成通过其固定支架水平紧固在试验台架上如图21所示。
试验时,调节机构按照表9的状态锁止。
带缓冲块转向轴的扭转刚度:
在方向盘盘毂处施加扭拒,在5s内顺时针从1Nm匀速增加到5Nm,然后在5s内逆时针从1Nm匀速增加到5Nm的扭矩。
测量2Nm到4Nm和-2Nm到-4Nm的“偏心扭转刚度”(Nm/degree),然后取平均值。
测量1Nm到-1Nm的“中心扭转刚度”(Nm/degree),如图22所示。
测量图22中的偏差和滞后(单位精确到分)。
带缓冲块的转向轴扭转刚度必须满足技术文件中规定的值。
表9
高度
图21
图22
缓冲块的滞后性试验
将转向柱带中间轴总成通过其固定支架反向水平紧固在试验台架上。
转向柱下端可靠连接。
以0.5Hz-1Hz的频率在方向盘盘毂处,施加±
20Nm的扭转力矩。
重复试验三次,并记录第三次试验时缓冲块处力矩-角度变化的曲线。
按图23测量缓冲块的滞后性。
图23
缓冲块的滞后性必须满足技术文件中规定的值。
中间轴噪音试验
模拟整车安装状态,将转向柱带中间轴总成通过其固定支架紧固在试验台架上。
在转向芯轴上施加60Nm的力矩,使转向芯轴转动,左右各转动2圈为一个循环,进行20个循环。
中间轴万向节应无异常噪音。
转向柱总成刚度试验
将转向柱总成通过其固定支架水平紧固在试验台架上,如图24所示。
1在方向盘中心的位置径向的垂直方向施加±
245N的力,测量方向盘中心的位移。
2在方向盘中心的位置径向的水平方向施加±
245N的力,测量方向盘中心的位移
1方向盘的中心移动量0.5mm。
2方向盘的中心移动量1mm。
图24
调节机构手柄刚度试验
将转向柱总成通过其支架水平固定在试验台上,如图25所示,将调节机构锁紧,手柄接触限位装置。
①在手柄末端施加心轴径向方向垂直的力,方向朝向锁紧方向。
力值从0缓慢增加到50N,测量手柄端部的位移量。
②在手柄末端施加心轴径向方向水平的力,力值从0缓慢增加到50N,再减小到0反向怎加到50N,测量手柄端部的位移量。
1刚度值小于0.2mm./N
2刚度值小于0.2mm./N
刚度值计算方法:
d/50N
图25
18 耐久性试验
调节、锁紧机构磨损试验
模拟整车状态,将转向柱总成通过其固定支架紧固在试验台架上。
转向柱带中间轴总成下端与转向机输入轴(或者替代品)连接良好,上端与方向盘(或其替代品)可靠连接。
对角度、高度同时可调的调节机构以(7±
2)循环/分的频率进行2.5
次循环试验,对仅角度可调的机构以(10±
2)循环/分的频率进行1.25
次循环试验。
一次循环的定义
1转向柱总成的角度调至最低角度、伸缩全部拉出并锁止。
2开启锁止机构。
3同时把角度调至最高角度,伸缩全部推入。
4锁止调节机构。
5开启调节机构。
6角度调至最低角度。
7锁止调节机构。
8开启调节机构。
9同时把角度调至最高角度,伸缩全部拉出。
10锁止调节机构。
11开启调节机构。
对角度、高度同时调节的调节机构锁紧和放松共104次,而对仅角度可调节机构锁紧和放松共5000次。
表10
步骤
1
2
3
4
5
6
7
8
管柱角度位置
下极限
上极限
管柱高度位置
最高位置
最低位置
调节手柄位置
锁紧
放松
对于角度、高度同时可调的机构如上表13所示的1~8步骤为一个循环,对仅角度可调的机构如上表13所示的1~4步骤为一个循环
转向柱总成试验前后,都应要满足7.2项的要求。
径向载荷疲劳性试验
将转向柱总成通过其固定支架水平紧固在试验台架上,试验时,调节机构按照表11的状态锁止。
表11
以1Hz~5Hz的频率,在方向盘盘毂处垂直于转向芯轴的方向,施加±
500N的垂直交变径向载荷,进行3×
106次循环。
在一个方向上施加500N的力,然后再在相反的方向施加500N的力为一次循环。
转向柱总成试验前后都应保持正常的功能,按照7.3.2执行,满足:
施加50N力,间隙值小于0.15mm
施加200N力,间隙值小于0.25mm。
轴向载荷疲劳试验
将转向柱总成通过其固定支架水平安装在试验台上,试验时,调节机构按照表12的状态锁止。
表12
以1Hz~5Hz的频率,在方向盘盘毂处,沿转向芯轴的方向施加±
500N的交变轴向载荷,进行1×
106次循环,在一个方向上施加500N的力,然后再在相反的方向施加500N的力为一次循环。
转向柱总成试验前后都应保持正常的功能,按照7.3.1项执行,满足:
施加200N力,间隙值小于0.25mm
转向柱总成的疲劳和磨损试验
试验时,调节机构按照表14的状态锁止。
表13
转向柱带中间轴总成下端与转向机输入轴(或者替代品)连接好,上端与方向盘(或者替代品)可靠连接。
以0.2Hz的频率,在方向盘盘毂处施加40Nm的扭转力矩,进行105次循环。
正逆时针各旋转一次为一个循环。
具体加载位置根据规范图纸确定。
转向柱总成试验前后都应保持正常的功能,都应要满足7.4.2、7.3.4、7.3.3、和7.1.6项的要求。
上轴承回转耐久试验
将转向柱总成通过其固定支架水平紧固在试验台架上。
转向芯轴以180r/min的速度旋转,在方向盘盘毂处垂直于转向芯轴的水平方向施加如图9的载荷,旋转1,000,000圈。
力(N)
450
06.713.4时间(S)
图26
转向柱总成试验前后都应保持正常的功能,转动芯轴时没有异常噪声。
按照7.1.6执行。
芯轴锁止机构疲劳试验(防盗机构)
试验方法和判断标准按照ECE18-02的相关条款执行。
下轴承耐久性试验
安装方法
试验过程
转向芯轴在转向柱管中以180r/min速度旋转,整个试验共旋转1.56×
圈。
加载位置见图12。
其中
-理论加载力,
-理论加载距离,
-实际加载力,
-实际加载距离。
=(
按此公式计算实际加载力
的大小。
图27
18.1.1.1.1 加载相当于
=400N,转向芯轴旋转1.56
18.1.1.1.2 加载相当于
=71N,转向芯轴旋转2.808
加载相当于
=53.4N,转向芯轴旋转1.2636
转向柱总成试验前后都应保持正常的功能,转动芯轴时没有异常噪声。
转向柱总成的扭转疲劳试验(中间轴不带减震块)
1\安装方式
模拟整车状态,将转向柱带中间轴总成通过其固定支架紧固在试验台架上。
转向柱带中间轴总成下端与转向机输入轴(或其替代品)连接好,上端与方向盘(或其替代品)可靠连接。
以(5±
2)Hz的频率,在方向盘盘毂处施加±
10Nm的交变扭矩,进行106次循环。
加载方式参照图28,正、逆时针各一次为一个循环。
表14
-10
10
图28
试验前后,转向柱带中间轴总成必须满足按照7.1.3项试验,按照7.3.3执行,满足间隙小于55’。
并且万向节轴承压出力在1960N以上。
转向柱静压试验满足技术规范文件要求。
振动耐久试验
模拟整车状态,将转向柱总成通过其固定支架紧固在试验台架上,试验时,调节机构按照表14的状态锁止。
表15
在转向芯轴上装上方向盘(或其替代品),振动方向垂直于地面(铅直方向),频率在10Hz~45Hz以内(共振点除外),加速度为±
3.0g,试验试数106次。
判断标准
转向柱试验后,各部应无裂纹、松懈等现象,并满足7.1.1、7.10项要求。
弯曲耐久试验
模拟整车状态,将转向柱总成通过其固定支架紧固在试验台架上,试验时,调节机构按照表15的状态锁止。
表16
试验过程
在方向盘盘毂处垂直于转向芯轴方向施加490N的竖直交变载荷,上下各一次为一个周期,工作
个周期,然后在侧向施加200N的交变载荷,左右方向改变一次为一个周期,工作
个周期。
转向柱试验前后,各部应无裂纹、破损等现象。
按照7.3.3执行,满足间隙小于55’。
按照7.3.1、7.3.2执行,转向柱静压试验满足图纸要求。
19 环境试验
转向柱带中间轴总成的功能试验
把将转向柱带中间轴总成放置在下述不同的环境中。
在-40℃的环境中放置24小时,然后进行手动检查。
在+80℃的环境中放置24小时,然后进行手动检查。
在+40℃,85%湿度的环境中放置24小时,然后进行手动检查。
回到室温。
试验前后,转向柱带中间轴总成应满足7.1、7.2项的要求。
耐腐蚀试验
根据转向柱表面处理方式和使用环境,按照Q/SQR-04.028执行。
9.3涂层要求
按照Q/SQR04.028执行。
9.4固有频率试验
将转向柱带中间轴总成通过其安装支架水平固定在刚性台架上,紧固件的力矩按照规范技术文件的拧紧力矩下差执行。
中间轴仅作简单支撑。
调节机构位置按照表16中执行。
转向柱上连接实际使用的方向盘、组合开关等附件。
如果没有上述实际使用零部件则可用等质量的
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