汽車電器開關耐久試驗臺設計

劉志英，趙路濤

（長城汽車股份有限公司試驗中心，河北 保定 071000）

汽車用電器開關是控制汽車各種控制裝置電路的開關，如點火開關、燈光開關、門窗開關、報警信號開關等，這些開關在汽車行駛安全性、舒適性方面起著舉足輕重的作用，可以說沒有這些開關，汽車將寸步難行。

目前的汽車電器開關按其機械結構分為:按鈕式、頂桿式、翹板式、板柄式、旋轉式、撥動式等，控制負載一般有電機、繼電器、燈和控制電路。電器開關和其他電器零部件一樣均需經受高低溫環(huán)境試驗、振動試驗、鹽霧試驗以及耐久試驗等。其中耐久試驗是汽車電器零部件最基本、最重要的試驗，是考察零部件品質的重要依據。又因這些開關使用頻率很高，如點火開關、制動燈開關、門燈開關等，如果可靠性差，造成開關失效，勢必影響整車的安全性及產品品質。汽車行業(yè)標準如QC／T198—1995《汽車用開關通用技術條件》和QC／T218—1996 《汽車用轉向管柱上組合開關技術條件》都對耐久性做了明確的要求，其中QC／T218—1996的4.12條對各開關耐久次數做了具體的規(guī)定，見表1。

表1 各開關耐久性次數要求

汽車制造商對開關的耐久試驗次數要求往往高于上述規(guī)定，如長城汽車對制動燈開關所做的耐久試驗為30萬次、門燈開關為10萬次等等。基于此，我們設計了簡單、實用且通用性強的開關耐久試驗臺。該試驗臺可通過更換不同的電磁閥及氣缸、工裝夾具及負載，實現所有按鈕式、頂桿式、翹板式、撥動式開關的耐久試驗，通過軟硬件設計可使試驗臺具有操作簡單、界面友好、試驗出現問題或試驗完成后自動停機并聲光報警提示，達到自動化、智能化試驗的目的。下面對試驗臺的設計進行詳細介紹，供大家借鑒。

首先，設定試驗臺目標:①自動按動或撥動開關；②自動計數；③自動檢測開關正常與否；④試驗完成后或出現問題時自動停機并報警；⑤試驗界面人性化，可根據試驗要求設定不同的試驗速率、開關閉合時間和試驗次數。

其次，試驗臺材料組成:1臺普通臺式計算機、1臺穩(wěn)壓電源、1張數字輸入／輸出板卡、不同型號的電磁閥和氣缸、不同類型或大小的負載、工裝夾具。

第三，試驗臺制作。本試驗臺主要由硬件／軟件設計、電磁閥／氣缸／負載選擇、工裝夾具設計／安裝3部分組成。

1 硬件設計

硬件部分比較簡單，由16通道隔離數字量輸入和16通道繼電器輸出板卡——PCI-1762的輸出通道驅動電磁閥，連接到電磁閥上的氣缸按動開關樣件，使開關動作；將監(jiān)測開關樣件通斷的檢測線接到PCI-1762的數字輸入通道，以判定開關樣件正常與否，同時將報警指示燈和蜂鳴器接于PCI-1762的繼電器輸出端，一旦試驗中任意樣件出現異常或完成設定試驗次數，試驗臺將停止工作并報警提醒。樣件控制及檢測電路原理圖見圖1。

2 軟件設計

軟件部分用VB或VC編程。圖2為設計的通用開關耐久試驗臺試驗界面，其中耐久試驗次數可根據要求在 “設定運行”標簽后輸入； “開關次數”為氣缸按動試驗樣機的次數； “接收次數”是檢測開關接通的次數，如果兩者相同，則說明樣件工作正常。試驗臺可同時進行3組樣件的試驗，也可單獨或依次試驗。

3 電磁閥和氣缸的選擇及試驗樣件的安裝

本試驗臺主要針對按鈕式、頂桿式、翹板式、撥動式汽車電器開關耐久性試驗而設計，因這些開關大部分動作力比較小，如報警燈開關、后視鏡調節(jié)開關、玻璃升降開關等，故選擇了SMC微型電磁閥VQ110-6L和VV3Q12-06集裝板組合、微型氣缸CJ1B4-10SU4（缸徑4mm、行程10mm、單作用）或標準氣缸CJ2B6-10S系列 （缸徑6 mm、行程10 mm、單作用），見圖3、圖4。

但對動作力較大的門燈開關、制動燈開關等則用三正品牌的薄型雙作用氣缸SDA-25X30和5方口電磁閥4V110-06-DC12V。總之，選擇電磁閥和氣缸時，要根據試驗樣件的動作力大小而定。另對按鈕式、頂桿式開關一個樣件只用1支氣缸即可 （圖5），而對于翹板式、撥動式開關則需用2支氣缸兩邊按動 （圖6）。

試驗樣件的安裝:一般按開關的實際使用狀態(tài)固定在臺面上，調節(jié)樣件和氣缸的相對位置，使氣缸按下后正好在樣件要求的行程范圍內即可。

試驗負載可根據用戶要求或開關實際情況而定，可用開關所控制的實物做試驗負載，如用后視鏡電動機做負載進行后視鏡開關的耐久試驗、用玻璃升降電動機做負載在實車門上進行玻璃升降開關的耐久試驗、用燈泡 （21W×4＋5W×2）做負載進行報警燈開關耐久試驗；也可用不同功率的燈泡組合或大功率滑動變阻器做負載，以驗證開關觸點的帶載能力。

同樣道理，我們通過增加電磁閥和氣缸數量，對軟硬件進行適當修改，即實現了模擬人手按動車輛遙控鑰匙的開鎖、閉鎖及尋車按鍵，對車輛的遙控鑰匙、中控鎖、閉鎖器進行系統耐久試驗，圖7為同時進行的3套試驗系統。同樣方法可對收音機、DVD面板、空調面板所有按鍵及小開關組各開關同時進行耐久試驗，大大提高了工作效率。

4 結束語

本試驗臺原理、結構簡單，制作容易，成本低廉，效率高，適宜所有開關制造商和整車廠電器試驗室參考制作。

［1］QC／T198—1995， 汽車用開關通用技術條件［S］.

［2］QC／T 218—1996，汽車用轉向管柱上組合開關技術條件［S］.