对某款转向防盗装置试验设备的技术改进

白朝谷　阳绍国　李俊峰

摘 要：GB 15740-2006《汽车防盗装置》于2007年9月1日开始实施，汽车防盗装置列入国家强制检测项目，相应的检测设备应运而生。汽车防盗装置试验设备为一台可以模拟钥匙锁止、扭矩加载装置对转向管柱施加扭矩、扭矩加载装置释放加载扭矩、钥匙开启等主要循环工况，考核转向防盗装置耐久强度的综合试验台。汽车防盗装置试验台自2007年诞生后，基本没有升级换代，一些设计上的缺陷日益凸显，如试验样件安装对中困难，扭矩传感器容易损害等诸多问题，随着试验数量的饱和，急需对设备性能进行升级改造，本文以QC-ZXQJC-A01型转向防盗装置试验台为列进行技术改进，以提高试验效率和使用方便性。

关键词：转向防盗装置试验设备;对中装置;缓冲装置;扭矩传感器;十字万向节;波纹管联轴器;技术改进

1 引言

目前转向防盗是车辆防盗装置中用的最多的一种，其技术方案就是在转向轴上设计一个缩孔或固定一个部件，与滑块构成凹、 凸配合， 动力传动机构推动滑块移动并分别处在与锁孔结合或分离两种位置状态。且滑块在滑轨内只能移动而不会转动， 一旦滑块移动到与转向轴上固定设置的锁孔配合位置时， 转向轴将无法转动，这样车辆的方向便被锁死，从而实现防盗目的。为测试防盗装置系统的可靠性，应借助相关设备，依据GB 15740- -2006《汽车防盗装置》附录A规定完成在每个方向上的2500次锁止循环磨损试验和在静态条件下绕旋转轴、在两个方向上的扭矩强度试验。目前检测机构使用的转向防盗装置试验台工作原理都大同小异，区别在于设备的细节性能，如设备的工作效率、试验样件安装的便捷稳定性、样件对中装置的精确度等。

2 QC-ZXQJC-A01型转向防盗装置试验台工作原理

启动伺服电机将转向轴旋转到防盗装置非啮合位置;钥匙夹持手臂旋转钥匙、把防盗装置从开启位置转到锁止位置;启动伺服电机，旋转转向轴以使作用其上的扭矩在防盗装置啮合的瞬间为40N.m士2N.m;钥匙夹持手臂旋转钥匙开启防盗装置;启动伺服电机，把转向轴旋转到防盗装置不能啮合的位置;重复以上步骤反向旋转即完成一个试验循环，具体如图1所示，重复以上步骤，进行2500个循环，完成GB 15740--2006附录A规定完成在每个方向上的2500次锁止循环磨损试验;重新设定加载程序，在转向防盗装置锁止状态下施加标准规定的扭矩完成强度试验。

3 QC-ZXQJC-A01型转向防盗装置试验台存在的缺陷

在累计进行多次试验之后，本转向防盗装置试验台在使用过程中很多设计上的缺陷日益凸显。主要表现在扭矩传感器容易过载报警，过载损害;试验样件安装和拆卸费时费力，对中精度差导致试验中途停机，造成以上故障的原因主要如下。

首先，该转向防盗装置试验台的转向管柱安装机构只能满足前后和上下调节，调节空间太小，试验样件与设备的链接都为硬链接，基本没有缓冲空间，所以在转向管柱的安装过程，转向管柱的轴线与施加扭矩的加载臂轴线的对中存在极大的困难，不仅安装费时，而且安装很难精确对中，扭矩加载过程中的卡滞产生的附加扭矩会触发限扭功能报警而无法启动循环加载程序，同时已经进入循环工况状态后，未完全对中问题也可能会使得加载扭矩逐步增大，导致机械结构异常磨损和相应传感器的损坏。

其次，钥匙夹持手臂与钥匙孔的对中，存在与转向管柱扭矩加载臂类似的问题，钥匙的夹持臂与钥匙的链接属于硬链接，没有缓冲间隙，轻微的震荡或卡顿即会触发扭矩传感器报警而无法启动循环加载程序，严重时直接导致加速机械结构磨损和相应传感器的损坏。

4 对QC-ZXQJC-A01型转向防盗装置试验台技术改进

4.1 技术改进

4.1.1 试验样件安装夹具的改装

如图2所示，在现有转向管柱安装装置的扭矩传感器一侧增加一个十字轴式万向节，万向节一端与扭矩传感器固定，另一端与转向管柱链接，改装后的试验样件安装夹具充分利用十字轴万向节的工作原理（主动叉在垂直位置，并且十字軸平面与主动轴垂直时。此时，主动叉与十字轴连接点和从动叉与十字轴连十字轴式刚性万向节接点在十字轴平面上的线速度相等），转向管柱进行粗略的对中即可，运行过程中的震荡或安装偏差在万向节上得以缓冲和吸收，而且对扭矩传感器及机械结构起到保护作用，避免了因震荡引起的传感器过载报警或频繁卡顿引起传感器过载损坏。

4.1.2 钥匙夹持手臂改装

如图2所示，在钥匙夹持手臂上增加一个波纹管联轴器，波纹管联轴器的韧性可吸收振动，同时补偿径向，角向和轴向偏差，同时又能保证扭转方向刚性连接，在试验样件出现故障时，有效过度扭矩而保护夹持手臂一端的扭矩传感器。

4.2 改进后设备性能验证

在相同的试验环境下，采用相同的试验方法，相同的试验人员进行试验操作，选取最近半年内试验过程中出现故障、没有一次性完成2500次循环磨损试验的4套机械钥匙转向防盗管柱试验样件，分别再次进行磨损试验，对改进后的转向防盗装置试验台进行综合性能验证，综合分析后评判改进效果。4套试验样件上次试验时的具体情况如下：样件1样品本身没有任何质量问题，仅因为对中过程中存在偏差，进行磨损试验过程中发生卡顿而锁止失败报警，重新调整位置后顺利完成试验;样件2锁槽在锁止后卸载瞬间出现卡顿，扭矩传感器瞬间过载而损坏，仔细检查后也是因对中不准，加载过程中发生倾斜而受力不均引起的卡顿;样件3在磨损试验进行至2100次循环时钥匙夹持手臂的扭矩传感器过载报警，经核查，样品本身也没有问题，由于加载过程中产生的震荡，钥匙夹持手臂与钥匙为刚性连接无法缓冲震荡瞬间增大的扭矩而使传感器过载报警，恢复后顺利完成试验;样件4在试验中途发生故障，致使钥匙夹持手臂一端的扭矩传感器过载损毁，经检查为转向管柱本身的设计缺陷，钥匙在完成开锁、锁止过程中发生卡顿后又瞬间松开，突然松开的瞬间致使扭矩传感器瞬时过载而损坏。

4.2.1 试验条件

环境温度17℃，气压为810hPa;试验前对设备做好预热和常规润滑保养，电压、气压稳定，台面保持清洁，试验人员为上次完成所选取的4套转向管柱样的人员，试验时所有转向管柱进行快速安装，不做精确对准，以方便验证十字轴万向节的实际作用，其余操作方法和上次试验相同。

4.2.2 验证结果分析

在改进后的试验设备上，4套转向防盗管柱均顺利的一次性完成2500次循环磨损试验，对两个扭矩传感器的加载曲线（时间-扭矩曲线）进行对比分析后发现加载过程中依然会发生卡顿现象，但在短暂的缓冲过渡后又继续平稳运行，充分证明在转向管柱安装装置的扭矩传感器一侧增加十字轴式万向节，在钥匙夹持手臂上增加一个波纹管联轴器，能有效缓解试验过程中对中不足导致的受力不均、震荡，提高设备稳定性、降低设备的精度要求，样件安装时不必进行精准对中，每次试验可以节省30分钟左右的安装时间，以便快速高效完成相关试验。

5 结束语

磨刀不误砍柴工，与原有技术相比，QC-ZXQJC-A01型转向防盗装置试验台在进行技术改进后，通过万向节和波纹管联轴器缓解每个方向上的固定偏差，消除了未精确对中引起的卡滞、传感器频繁报警，减少了设备的磨损和传感器的损坏;大大简化了安装步骤，只需要粗略对中即可，不需要精确对中，且设备覆盖的转向管柱型号更广，而且增加十字轴万向节和波纹管联轴器的改进方法实现方式简单，成本低廉，方案可靠，同时低了人员操作技能和经验要求，摆脱了对检验人员技能的依赖，节省了人力成本。

参考文献：

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