转向柱带中间轴总成试验标准.docx

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转向柱带中间轴总成试验标准

转向柱带中间轴总成试验规范

11　范围

本标准规定了转向柱带中间轴总成试验要求。

本标准适用于乘用车转向柱带中间轴总成。

12　规范性引用文件标准

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。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

QC/T647-2000汽车转向万向节总成性能要求及试验方法

QC/T649-2000汽车转向传动轴总成性能要求及试验方法

Q/SQR.04.028-2007整车金属零部件涂层技术规范

13　试验目的

本标准规定了供应商提供的机械可调转向柱带中间轴总成工装样件的性能、耐久性试验方法和判断标准。

14　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。

15　试验项目要求

新开发产品，在OTS认可前，供应商必须完成GB11557中转向盘遭撞击时吸收能量的试验，并出具具有资质试验机构的试验报告。

16　试验环境要求

无特殊说明时，试验环境为常温、常湿；测试期间的测量时间,不包括测试准备，检验或报告写作时间；试验参数的公差、安装要求如下：

试验参数公差范围见表1。

表1　

项目

误差

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％

安装力矩要求见表2。

表2　

中间轴与转向机（或者代替物）紧固力矩

M8

（

）Nm

转向柱总成与台架紧固力矩

M8

（

）Nm

方向盘（或者其替代品）螺母紧固力矩

M12

（

）Nm

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　

项目

位置

角度

设计位置

伸缩

设计位置

7.1.2.2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

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7。

2\实验过程

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。

3\判断标准

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

1\安装方法

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。

2\实验过程

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。

3\判断标准

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

1\安装方法

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。

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。

2\实验过程

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。

3\判断标准

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。

3\判断标准

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

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,加紧实手柄力为60N。

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。

3\判断标准

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

2\试验过程

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；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。

3\判断标准

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

2\试验过程

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。

3\判断标准

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1000N。

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。

测量力值。

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

1\安装方法

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。

2\试验过程

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。

3\判断标准

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

项目

位置

角度

设计位置

伸缩

设计位置

表6　

图14　

图15　

轴承径向间隙

1\安装方法

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7所示。

2\试验过程

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。

在第六个循环测量力和位移的关系。

方向盘中心的位置根据规范图纸定义

3\判断标准

3在50N时，间隙值小于0.1mm。

4在200N时，间隙值小于0.2mm。

计算方法：

d＝（l1+l2）/2、L=（L1+L2）/2

表7　

项目

位置

角度

设计位置

伸缩

设计位置

图16　

图17　

转向柱带中间轴总成扭转间隙试验

1/安装方法

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　

项目

位置

角度

设计位置

伸缩

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。

2\试验过程

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。

3/判断标准

转向轴扭转角度小于30′。

图18　

图19　

中间轴的径向间隙试验

1\安装方法

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。

2\试验过程

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。

3\判断标准

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

1\安装方法

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。

2\试验过程

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。

重复试验三次。

并记录第三次试验时扭矩－角度变化的曲线。

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）。

3\判断标准

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　

项目

位置

角度

设计位置

高度

全部拉出

图21　

图22　

缓冲块的滞后性试验

1\安装方法

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。

2\试验过程

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　

3\判断标准

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

1\安装方法

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。

2\试验过程

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。

3\判断标准

中间轴万向节应无异常噪音。

转向柱总成刚度试验

1\安装方法

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。

2\试验过程

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

3\判断标准

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

1\安装方法

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。

2\试验过程

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。

3\判断标准

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

1\安装方法

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。

2\试验过程

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

下极限

上极限

管柱高度位置

最高位置

最低位置

最高位置

调节手柄位置

锁紧

放松

锁紧

放松

锁紧

放松

锁紧

放松

注：

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

3\判断标准

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

1\安装方法

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　

项目

位置

角度

设计位置

伸缩

全部拉出

2\试验过程

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。

3\判断标准

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

1\安装方法

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　

项目

位置

角度

设计位置

伸缩

设计位置

2\试验过程

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。

3\判断标准

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50N力，间隙值小于0.15mm

施加200N力，间隙值小于0.25mm

转向柱总成的疲劳和磨损试验

1\安装方法

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13　

项目

位置

角度

设计位置

伸缩

全部拉出

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。

2\试验过程

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。

3\判断标准

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

1\安装方法

将转向柱总成通过其固定支架水平紧固在试验台架上。

2\试验过程

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　

3\判断标准

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

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

圈。

18.1.1.1.2　加载相当于

＝71N，转向芯轴旋转2.808

圈。

加载相当于

＝53.4N，转向芯轴旋转1.2636

圈。

3\判断标准

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。

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。

试验时，调节机构按照表14的状态锁止。

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。

2\试验过程

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　

项目

位置

角度

设计位置

伸缩

全部拉出

-10

10

图28　

3\判断标准

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

安装方法

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　

项目

位置

角度

设计位置

伸缩

全部拉出

试验过程

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

安装方法

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　

项目

位置

角度

设计位置

伸缩

全部拉出

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。

判断标准

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

安装方法

把将转向柱带中间轴总成放置在下述不同的环境中。

试验过程

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。

判断标准

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

1\安装方法

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