车四门两盖试验台的设计

索 乾，朱天军，孔现伟，贾继龙

（1.河北工程大学机电学院，河北邯郸 056038；2中国汽车技术研究中心，天津 300300）

目前，中国国内大部分厂商所使用的四门两盖试验台均是做常温开闭件疲劳试验，很少有厂商尝试在高温、低温条件下进行试验的。但是随着消费者生活水平的提高以及对于汽车的品质越来越着重，至此要求生厂商对四门两盖试验台进行不断的改进，以满足消费者的需求和提高试验效率。

以压缩空气作为动力源是大部分生产商的首选，选择空气作为动力源既经济又方便，由于此次试验需在环境仓中进行，因此要求配以相应的保暖措施确保四门两盖系统及设备能够正常的在高温和低温条件下进行相关试验［1-4］。

1 四门两盖试验台的主要组成部件

试验台主要由：试验台底架、4个各自独立的侧门外启、闭机构、发动机舱盖解锁、启、闭机构、后备箱解锁、启、闭机构、侧门开、闭测速、测力传感元件以及气动传动系统和计算机控制系统。试验台的结构如图1所示［5］。

2 四门两盖执行系统

2.1 四门执行系统

四门执行系统俗称左、右门执行机构系统主要由直动气缸、传动件、门测速、限位开关、测力使用的传感器、传动支架机构等组成。侧门开、关机构动作：通过直动气缸带动传动杆件回转，牵引车门转动的牵引杆上的软带另一端与外门把手上的夹具相连，以此来达到开门的动作。如图2所示。

图1 试验台的结构Fig.1 Structure of the test bench

图2 四门执行系统Fig.2 Four door executive system

2．2 前盖执行系统

发动机舱盖试验台架由支架体、驱动汽缸、真空吸盘、二步解锁机构等组成。

实现开启舱门、关闭舱门动作：1）试验支架主体为框架结构，横跨发动机舱盖前上方，在支架的横梁上安装提升气缸、拉动机构通过真空吸盘将启、闭力传递给前盖。试验一般采用两步解锁，然后实现开启舱盖。2）舱盖开启角度和关闭是否到位，通过在支架的2处安装有接近开关来取得信号，实现检测舱盖开启是否达到试验所需要的开启角度，关闭是否到位。如图3所示。

图3 前盖执行系统Fig.3 Front cover execution system

2.3 后备箱（后盖）执行系统

后备箱试验台架由支架体、驱动汽缸、电子解锁机构等组成。

实现开启后备箱、关闭后备箱动作：

1）此试验车后备箱盖为电子锁，则解锁由计算机控制正、负端分别连接到电动锁体上的12V直流电源信号接通或断开，以实现后备箱盖锁的解锁。

2）当后备箱实现解锁后，由于开启角度不能很准确的到达最大开启角度和后备箱关门速度无法达到试验要求，因此在这里需要另外的添加一个气缸机构，以达到试验要求。

3）后备箱开启角度和关闭是否到位，通过安装在支架和后备箱内的接近开关来判断开闭状态是否达到试验要求。如图4所示。

图4 后备箱执行系统Fig.4 Trunk execution system

2.4 四门内开执行系统

四门内开执行系统主要由直动气缸、限位开关、传动支架机构组成，侧门开、关机构动作：通过安装在支架上面的直动小气缸收缩动作来拉动四门内把手的开关。如图5所示。

图5 四门内开执行系统Fig.5 Four door open execution system

2.5 白车身承载框架设计

为了满足占地面积小、移动灵活、方便等特点，故采用某型号的重型（6063）作为承载框架的主框架。型材具有强度、刚度高和单位质量轻等优点。同时，考虑到四门两盖试验台经常需要在室温环境和低温环境、高温湿度环境、高温环境试验舱之间移动，因此选取相应承载能力的脚轮，安装于承重钢板的下端［5］。

2.6 其余附件设计

整车在进行四门两盖试验时，需要对发动机舱盖锁进行内外解锁动作。首先应用一个安装在汽车内部的小气缸对发罩进行内解锁，然后再通过布置在外面的小气缸进行外解锁，这样实现了发罩解锁动作的自动化，不需要通过手动去打开外解锁，这样减小了危险性，提高了解锁的安全性和效率［6-7］。

因四门两盖试验需要在高低温环境中进行，人们不可能长时间的待在环境舱里面，因此需要把一些控制单元给连接到环境舱外面，这样使得试验操作起来比较方便。在进行试验时，每一个厂商都会提出不同的要求，在此有些厂商提出了中控锁解锁，本研究采取在环境舱外面设计一个中控锁控制器这种办法。也有些厂商提出在同一种环境下玻璃需要分别实现上止点、中止点、下止点这三种疲劳操作，因为不可能人为进行操作，所以在此需要设计一种玻璃升降器用来控制玻璃的位置［8-11］。

为了在试验过程中监测车门系统、发动机舱盖系统、行李箱盖系统在试验过程中是否开启到最大位置和处于完全关闭状态。因此，在各执行机构中分别配备2个短距离接触传感器，不仅可以监测试验运行的质量，还可以监测试验过程中因样件失效而导致各系统无法以正常状态工作，从而反馈给控制单元，试验台自动停机而发出报警声。

3 试验数据分析

3.1 试验要求

试验要求见表1。

表1 试验要求Tab.1 Experimental requirements

3.2 数据分析

选取左前车门与B柱的测量点来进行试验数据分析，见图6—图8。

图6 测量值Fig.6 Measured values

图7 测量值的变化量Fig.7 Variation of measured values

图8 测量值的衰减率Fig.8 Rate of change of measured values

从图6—图8可以看出，每一个观测点所测量的数值均符合线性变化规律。变化量与衰减率之间的变化率＜5% ，所以此次试验符合预期试验要求。

4 四门两盖试验台的二次开发

随着汽车技术的迅猛发展，各个厂商都在研发方面进行了大量资金的投入来满足试验要求、试验标准，可以在控制柜留出相应的模块单元，以用来完善试验台控制程序，逐步提高试验台的试验能力和试验效率。

5 结 语

四门两盖试验台运用机电一体化技术、机器人控制原理、模块化设计等现代设计理念。解决了试验台的耐用性，降低了环境因素对试验台性能的影响。同时，随着电气化时代的到来，各种不同种类的高低温传感器普及和各种现代设计理念不断地融合为试验台的二次开发奠定了良好的基础。

／References：

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［2］QC／T586—2006，汽车车门保持件［S］.QC／T586—2006，Vehicle Door Retention Components［S］.

［3］GB 15743—1999，轿车侧门强度［S］.GB 15743—1999，Strength of Side Doors［S］.

［4］QC／T 627—1999，汽车电动门门锁装置试验标准［S］.QC／T 627—1999，Auto Electric Doorlock Device Test Standard［S］.

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