汽车电器开关耐久试验台设计

2012-09-02刘志英赵路涛

汽车电器 2012年12期

刘志英，赵路涛

（长城汽车股份有限公司试验中心，河北保定 071000）

汽车用电器开关是控制汽车各种控制装置电路的开关，如点火开关、灯光开关、门窗开关、报警信号开关等，这些开关在汽车行驶安全性、舒适性方面起着举足轻重的作用，可以说没有这些开关，汽车将寸步难行。

目前的汽车电器开关按其机械结构分为:按钮式、顶杆式、翘板式、板柄式、旋转式、拨动式等，控制负载一般有电机、继电器、灯和控制电路。电器开关和其他电器零部件一样均需经受高低温环境试验、振动试验、盐雾试验以及耐久试验等。其中耐久试验是汽车电器零部件最基本、最重要的试验，是考察零部件品质的重要依据。又因这些开关使用频率很高，如点火开关、制动灯开关、门灯开关等，如果可靠性差，造成开关失效，势必影响整车的安全性及产品品质。汽车行业标准如QC／T198—1995《汽车用开关通用技术条件》和QC／T218—1996 《汽车用转向管柱上组合开关技术条件》都对耐久性做了明确的要求，其中QC／T218—1996的4.12条对各开关耐久次数做了具体的规定，见表1。

表1 各开关耐久性次数要求

汽车制造商对开关的耐久试验次数要求往往高于上述规定，如长城汽车对制动灯开关所做的耐久试验为30万次、门灯开关为10万次等等。基于此，我们设计了简单、实用且通用性强的开关耐久试验台。该试验台可通过更换不同的电磁阀及气缸、工装夹具及负载，实现所有按钮式、顶杆式、翘板式、拨动式开关的耐久试验，通过软硬件设计可使试验台具有操作简单、界面友好、试验出现问题或试验完成后自动停机并声光报警提示，达到自动化、智能化试验的目的。下面对试验台的设计进行详细介绍，供大家借鉴。

首先，设定试验台目标:①自动按动或拨动开关；②自动计数；③自动检测开关正常与否；④试验完成后或出现问题时自动停机并报警；⑤试验界面人性化，可根据试验要求设定不同的试验速率、开关闭合时间和试验次数。

其次，试验台材料组成:1台普通台式计算机、1台稳压电源、1张数字输入／输出板卡、不同型号的电磁阀和气缸、不同类型或大小的负载、工装夹具。

第三，试验台制作。本试验台主要由硬件／软件设计、电磁阀／气缸／负载选择、工装夹具设计／安装3部分组成。

1 硬件设计

硬件部分比较简单，由16通道隔离数字量输入和16通道继电器输出板卡——PCI-1762的输出通道驱动电磁阀，连接到电磁阀上的气缸按动开关样件，使开关动作；将监测开关样件通断的检测线接到PCI-1762的数字输入通道，以判定开关样件正常与否，同时将报警指示灯和蜂鸣器接于PCI-1762的继电器输出端，一旦试验中任意样件出现异常或完成设定试验次数，试验台将停止工作并报警提醒。样件控制及检测电路原理图见图1。

2 软件设计

软件部分用VB或VC编程。图2为设计的通用开关耐久试验台试验界面，其中耐久试验次数可根据要求在 “设定运行”标签后输入； “开关次数”为气缸按动试验样机的次数； “接收次数”是检测开关接通的次数，如果两者相同，则说明样件工作正常。试验台可同时进行3组样件的试验，也可单独或依次试验。

3 电磁阀和气缸的选择及试验样件的安装

本试验台主要针对按钮式、顶杆式、翘板式、拨动式汽车电器开关耐久性试验而设计，因这些开关大部分动作力比较小，如报警灯开关、后视镜调节开关、玻璃升降开关等，故选择了SMC微型电磁阀VQ110-6L和VV3Q12-06集装板组合、微型气缸CJ1B4-10SU4（缸径4mm、行程10mm、单作用）或标准气缸CJ2B6-10S系列（缸径6 mm、行程10 mm、单作用），见图3、图4。

但对动作力较大的门灯开关、制动灯开关等则用三正品牌的薄型双作用气缸SDA-25X30和5方口电磁阀4V110-06-DC12V。总之，选择电磁阀和气缸时，要根据试验样件的动作力大小而定。另对按钮式、顶杆式开关一个样件只用1支气缸即可（图5），而对于翘板式、拨动式开关则需用2支气缸两边按动（图6）。

试验样件的安装:一般按开关的实际使用状态固定在台面上，调节样件和气缸的相对位置，使气缸按下后正好在样件要求的行程范围内即可。

试验负载可根据用户要求或开关实际情况而定，可用开关所控制的实物做试验负载，如用后视镜电动机做负载进行后视镜开关的耐久试验、用玻璃升降电动机做负载在实车门上进行玻璃升降开关的耐久试验、用灯泡（21W×4＋5W×2）做负载进行报警灯开关耐久试验；也可用不同功率的灯泡组合或大功率滑动变阻器做负载，以验证开关触点的带载能力。

同样道理，我们通过增加电磁阀和气缸数量，对软硬件进行适当修改，即实现了模拟人手按动车辆遥控钥匙的开锁、闭锁及寻车按键，对车辆的遥控钥匙、中控锁、闭锁器进行系统耐久试验，图7为同时进行的3套试验系统。同样方法可对收音机、DVD面板、空调面板所有按键及小开关组各开关同时进行耐久试验，大大提高了工作效率。