汽车电动滑移门耐久性试验装置的研究_徐济慈

汽车电动滑移门耐久性试验装置的研究_徐济慈 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 研究 汽车电动滑移门耐久性试验装置的研究 徐济慈 王宇峰 (泛亚汽车技术中心有限公司,上海 201201) , 【摘要】 围绕着针对新一代电动滑移门所进行的耐久性试验,对其试验装置进行了探讨和研究。【Abstract】 Thedurabilitytestofnewgenerationcommercialvehicleisfocused,anditstest e-quipmentsarediscussedandstudied. 【关键词】 电动滑移门 汽车 耐久性试验 试验装置doi:10.3969/j.issn.1007-4554.2011.06.05 杂的工况,调整电动驱动控制的策略,对整个系统的 1 电动滑移门的功能 电动滑移门是一种可以自动开关门的滑动移门总成。由门钣金、摇窗机子系统、导轨支架子系统、前锁、后锁总成、解锁电机、滑移门驱动电机和 电子控制模块等组成。它可通过驾驶座、遥控器和侧门上的按键等多处实现控制,为用户提供方便和舒适的进入车厢内的途径。它属于汽车电子和车身机构的一种有机结合,在现代乘用车领域获得了广泛的应用。 系统的主要功能是:(1)电动锁系统能在滑移门关到位后自动锁止——————————————————————————————————————————————— 滑移门。(2)当车辆不处于停车状态时,能防止电动门误开启。(3)当处于合适的工作条件下,确保电动滑移门的正确开启。(4)在电动驱动系统失效时,能手动地将滑移门正确关闭。(5)在电动滑移门开关过程中,碰到障碍物后,车门应立即反转然后停止移动。 鲁棒性和容错性有一定的要求,这就需要通过耐久试验,检验系统性能。需要开发出一套符合车门耐久试验要求并能满足在多种环境温度下可靠工作 的科学实用的车门系统耐久试验装置。 电动滑车门耐久测试的一般形式是模拟汽车在各种工作环境(常温、低温、高温、高湿环境)下,应用气缸、固定夹具等工装模拟车门在水平、上下斜坡位置时的运动及其功能。运动方式包括正常内外把手开关、遥控车钥匙开关、车门防夹模式、障碍物模式和电动失效模式下手动常速度、高速、冲击等速度模式的门关闭,通过一定次数的模拟开关门后对车门的密封性、车门的铰链、车门的把手以及车门的支架、滚轮等结构件进行安全性、可靠性、耐久性的检测以及机械结构设计和电动控制是否合理等方面的评估,为车门的整体设计提供实际模拟测试的数据和分析结果,为进一步优化设计提供依据。 2 电动滑移门可靠性试验要求 电动滑移门因其结构较为复杂,结合了机械机构和电动驱动控制,并需要在不同的环境下根据复 收稿日期:2011-01-04 , ——————————————————————————————————————————————— 3 电动滑移门耐久试验装置的具体 实现方式 3.1 系统硬件组成 本文为上海汽车 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学会2010年学术年会优秀论文。 设计研究 电动滑移门耐久试验装置的硬件主要包括高低温环境箱、PLC控制系统、触摸屏、高速采样模块、低温直线气缸、滑块气缸、比例压力阀、比例流量阀、方向阀、气源干燥系统、位置传感器、机械连接机构、防夹辅助工装夹具等;具体的车门疲劳测试的系统结构组成如图1所示 。 输出方式也不同,在程序设计中设置不同的分支,以简化程序结构,满足不同车型的试验需求。在操作界面中,通过开关切换,简单完成以上功能。试验循环间隔时间、试验循环次数、报警时间、气阀开启比例都可以直接通过操作界面输入,使试验人员能更加直观的完成试验参数的设置。参数设置界面如图3所示 。 图1 系统结构图 电动滑移门耐久试验装置的控制器是PLC,PLC通过总线与试验装置中的触摸屏进行连接通讯,通过触摸屏和PLC实现所有的试验方案和测试参数的设定;PLC控制气阀来驱动滑块气缸的收放;模拟关门开——————————————————————————————————————————————— 门的动作,内外把手的解锁可以通过小气缸和解锁工装来实现;防夹工况由防夹气缸和防夹辅助工装来实现。 3.2 系统控制软件 电动滑移门耐久试验系统控制软件由PLC编程软件和触摸屏编程软件组成,由于电动滑移门耐久试验由内外把手开关、遥控钥匙开关、障碍物防夹、防夹条防夹、斜坡、手动7个工况组成,工况比较复杂在编制控制程序时充分考虑以上各种情况,编制相关的子功能块,然后统一由主程序块调用。程序结构如图2所示 。 图3 参数设置界面 在充分考虑到耐久试验中可能出现的车身子系统动作异常情况,在每一个动作到位信号之间 设置断点保护,当系统出现问题时,及时停止试验切断气源,操作界面跳出预先制作好的警报信息,提醒试验人员暂停试验,检查试件状态。如图4所示 。 图4 报警信息界面 图2 程序结构图 该套软件结合相关的气动元件和机械机构就能兼容不同车型的滑移门耐久试验要求,充分体 2011.同时不同车型的电动滑移门解锁方式,信号 设计研究 ——————————————————————————————————————————————— 现电动滑移门耐久试验装置的多车型平台兼容性。 3.3 车门开关门速度的检测 车门系统的耐久试验主要是模拟用户在不同的气候环境下,不同的开关门能量对车门的长期操作后对车门系统各部分结构和密封性能的影响,所以开关门速度是耐久试验考核的一个重要指标;本试验装置中采用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的脉冲发生模块结合PLC高速信号采集模块和能在高低温下工作的叉式光电传感器对安装在门上的标准长度的检测工件进行检测,叉式光电传感器的信号作为高速采集模块的边缘触发信号;然后通过检测工件的标准长度和计数的脉冲个数即检测的时间的相除可以得到关门瞬间的平均速度;V=L/t(L为工件的长度,t为标准脉冲周期)。3.4 低温下系统防护措施 整个试验系统需要在-30?的工作环境下进行运行,没有经过干燥的气源会将水汽在气缸内凝结影响气缸的正常运行。在低温工况下,对气缸的缸体需要使用电加热带进行保温,以保证气缸能在低温下可以进行正常工作。同时为整个系统能在低温下达到试验 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 中的开关门速度气缸和换向阀之间配置了单向型方向控制元件快排阀,使气缸内的气体不通过换向阀而由此阀直接排出,使整个系统能满足低温下快关门的要求。同时在条件允许的情况下,应在整个气动系统中添加一个性能良好的干燥系统,为低温试验工况提供良好的干燥的气源,保证气缸和气阀的正常运行。3.5系统的控制策略 由于在常温和高温以及低温的工况下,气体的膨胀系数不同,造成气压的不稳定,需要设定不同的输出气源的压力,控制气缸的输出力的——————————————————————————————————————————————— 大小,因此整个系统应建立一个以关门速度值为被控量的闭环控制系统,这样可以对测试的车门开关的力进行控制,从而避免气缸输出力波动过大对车门和车锁件的物理性的损坏。具体测试时,需要针对不同的工况如常温,低温,高温分别建立气缸的动作模型,从控制策略中,由于PI控制模型有较好的动态品质和较高的稳态精度,所以应用模糊 图5 系统控制策略图 PI控制的策略实现车门的关门速度控制。具体的 车门的控制策略如图5所示 。 其PI控制器传递函数如下: MV(s) =K1)P( TSEV(s)I 式中:M(V)为输出函数;E(V)为输入函数;KT为积分时间常数。P为比例系数;I 模拟量PI控制器的输出表达式为: mv(t)=Kv(t)?ev(t)dt]+MP[e TSI 式中:mv(t)为控制器的输出信号;ev(t)为控制器的输入信号;KTP为比例系数;I为积分时间常数;M为积分部分的初始值。 在软件子程序块中修改相应的控制函数中的输入参数K,使比例流量阀开度通过闭环反P,和TI ——————————————————————————————————————————————— 馈系统,使其阀门开度与输入的设定值成正比,达到试验系统所设定的开关门速度。 4 结语 电动滑移门系统是一个较为复杂的系统,它包含了机械结构和电气驱动控制两大部分,其各个部件的可靠性,直接影响到整个系统的正常工作以及安全。对电动滑移门进行耐久试验是加速验证其实际可靠度的一种行之有效的试验方法。本文中的试验装置采用有总线通讯功能的PLC和总线型阀岛作为控制器,结合气动元件和机械执行机构实现耐久试验内容,经过常温高低温等环境下的多轮实际运行, 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 该试验装置能完全满足现有耐久试验的各项要求,并已应用到新一代电动滑移门的设计开发验证过程中。今后随着试验要求的提高,在试验过程中将结合具有合适采样频率的数据采集设备,对整个系统的车身总线 设计研究 六轴线液压模块组合挂车横梁拓扑优化设计研究 武汉理工大学汽车工程学院,湖北 430070)张中正 马 力 张宇探 ( 【摘要】 提出了典型六轴线液压模块组合挂车横梁拓扑优化的一般过程,建立了基于整车结构的横梁 拓扑优化设计有限元计算模型。在满足强度刚度要求的情况下,优化后横梁结构相对原结构重量降低了161.2kg。 【Abstract】 ——————————————————————————————————————————————— Generalprocessoftopologyoptimizationdesignforbeamoftypicalhydraulic mod-uleassembledtrailerwithsixaxesispropounded,andFEMmodelbasedo ntheentiretystructureis constructed.Thebeamweightdecreases161.2kgafteroptimizationwhileme etingtherequirementofthestrengthandstiffness. 【关键词】 液压模块 挂车 横梁 拓扑优化 doi:10.3969/j.issn.1007-4554.2011.06.06 轻量化设计研究非常迫切。文献[2]对国内某企 0 引言 液压模块组合挂车在大件长件及重型装备的公路和场地运输中 起着非常重要的作用,国内对此类挂车的设计和制造主要还是以模仿 为主,虽 [1] 然现在已经取得了较快的进步,但所设计的车辆仍存在着诸如自 重较大、材料利用率低、生产成本较高等问题。因此,对液压模块组 合挂车进行 业生产的典型六轴线液压模块组合挂车的整体结构进行了有限 元计算分析,计算表明该挂车整体的应力水平较低,还具有轻量化的潜 力。但目前,对同类挂车的轻量化研究还未见报道。因此,本文针对同 型号典型六轴线液压组合挂车横梁的结构特点,提出以横梁为研究对 象的拓扑优化设计,在满足横梁强度和刚度的设计要求下,使横梁重量 ——————————————————————————————————————————————— 得到一定的下降,取得了较好的轻量化效果。 信号进行采集、分析,以实现整个试验系统对电动滑移门硬件和软件两部分可靠性的考核。 参考文献 [1] 牟正明.新型汽车车门开关耐久性试验台[J].轻型汽 车技术,2007,(3):32. [2] 李军,王燕波,付伟峰,王兴东,李红健.汽车车门及罩盖操作试验台开发设计[J].机床与液压,2006,(9):156-160. [3] 廖常初.S7-300/400PLC应用技术(第2版)[M].北京:机械工业出版社,2008. [4] 郭应时,袁伟.汽车试验学[M].北京:人民交通出版社,2006. 收稿日期:2011-03-18 2011. ———————————————————————————————————————————————