成功案例

商用车电动循环球转向器耐久试验机

分类：

动态测试

概要

商用车电动循环球转向系统可靠性验证解决方案应用案例客户背景 ·客户类型：商用车转向系统核心供应商·项目内容：5000N·m电动循环球转向器耐久试验机定制开发·应用阶段：面向中重型商用车的电动转向系统

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详细介绍

商用车电动循环球转向系统可靠性验证解决方案应用案例

客户背景

· 客户类型：商用车转向系统核心供应商

· 项目内容：5000N·m电动循环球转向器耐久试验机定制开发

· 应用阶段：面向中重型商用车的电动转向系统可靠性增长与性能验证阶段

· 说明：基于保密协议，客户名称不作公开披露。

工程挑战

在商用车电动循环球转向系统开发中，客户面临以下关键测试验证挑战：

· 中大扭矩耐久试验能力缺口：需对输出扭矩2500N·m的转向器进行高周次疲劳试验（如逆向疲劳超20万次循环），同时覆盖变载荷磨损、中心区域磨损等多种耐久模式，传统设备在扭矩范围、长期运行可靠性及测试模式多样性上存在局限。

· 精密性能测试与耐久验证平台融合需求：需在同一设备上完成自由间隙、空载力矩、扭矩传感器特性（支持CAN、PWM、模拟量信号）、输入输出特性、电流特性等高精度性能测试，实现从微扭矩（±5N·m）到满载荷（±5000N·m）的全范围精确测量与分析。

· 实车工况模拟与电气系统集成：测试需模拟不同车速信号（0-80km/h）、点火状态、并通过CAN/CAN FD与样机ECU实时交互，控制助力电机，同时采集传感器信号，系统集成与仿真复杂度高。

· 设备刚性、热管理及安全运行要求：5000N·m级加载对设备结构刚性、连接件强度提出高要求；大功率伺服电机长期运行产生大量热量，需有效冷却（配备2500W工业冷风机）；必须确保高负载下设备紧急停止与人员操作安全。

· 多型号适配与测试效率提升：需兼容5种不同型号转向器，夹具设计需支持快速换型，并保证测试精度（如使用实车拐臂消除间隙），以满足多产品线共线验证需求，提升设备投资回报率。

客户亟需一个集高扭矩耐久、高精度性能测试、全工况模拟于一体的综合性验证平台，以支撑商用车转向系统的严苛可靠性要求。

凯帝斯解决方案

凯帝斯设计并交付了“KTS-SNSTEBII型汽车电动循环球转向器耐久试验机”，打造了面向商用车领域的转向系统可靠性验证完整解决方案。

方案核心组成

· 三级扭矩模组协同测试系统

· 高精度输入驱动模组（200N·m）：提供1N·m~140N·m驱动扭矩，配备双量程高精度扭矩传感器（最高0.1%FS），实现输入端微小扭矩与角度的精密控制与测量。

· 中扭矩伺服驱动模组（1000N·m）：用于逆向空载转动等测试，提供±10N·m~±980N·m驱动范围，实现中高扭矩区的精确驱动与角度换向。

· 大扭矩输出加载模组（5000N·m）：核心负载单元，提供±500N·m~±4980N·m的宽范围加载，额定转速10r/min，承担主要耐久试验的载荷施加与测量。

· 全参数高精度采集与电气仿真系统

· 配备±5000N·m量程扭矩传感器（精度0.5%FS）、高分辨率角度编码器（精度0.018°/0.036°）。

· 集成ECU供电系统（0-60V/150A手动可调）、高精度电流检测（200A，精度0.5%）、双通道CAN/CAN FD通讯模块，全面支持与样机的电气交互与工况模拟。

· 高刚性一体化平台与柔性化工装

· 采用铸铁平台，设备总重5.2吨，确保在超大扭矩加载下的整体稳定性和测量精度。

· 采用随行夹具与可更换支撑板设计，快速适配5种型号；利用甲方实车拐臂进行锁紧，精确消除传动间隙，保证自由间隙等测试的准确性。

· 智能化控制与数据分析软件

· 基于工业电脑与KEYEN专用软件，实现所有试验项目（10项）的全自动控制与参数化设置。

· 软件具备自动找中、多型号参数管理、试验曲线实时显示、数据自动存储与报告生成功能，支持原始数据导出进行自定义分析。

· 可靠的安全与热管理设计

· 设置紧急停止按钮、强弱电分离、传感器专用线性电源，保障系统安全运行与信号质量。

· 标配2500W工业冷风机，对驱动电机进行强制风冷，确保设备在连续高负载耐久试验中的热稳定性。

项目实施过程

项目执行遵循标准化流程与客户深度参与：

1. 技术需求与接口标准（CAN协议、三维数模）确认。

2. 模块化机械设计、电气仿真、控制逻辑开发，并通过联合会签确认。

3. 高刚性机加工、精密组装、厂内联调与预验收（空载与负载测试）。

4. 现场安装指导（含地埋坑建议）、系统调试、多型号样机适配与功能验证。

5. 操作与维护培训（≥3人，4课时）、全套技术文件交付与长期售后服务支持。

项目成果与价值

该试验系统为客户带来以下显著价值：

· 建立商用车转向系统核心验证能力：填补了客户对2500N·m级电动循环球转向器进行系统性耐久与性能验证的能力空白，有力支撑产品进军商用车市场。

· 实现验证效率与数据价值最大化：一体化平台完成从磨损疲劳到精密特性的全方位测试，自动化流程提升效率，高精度数据为设计优化、质量提升与故障诊断提供可靠依据。

· 加速可靠性验证与产品成熟：在实验室内模拟严苛载荷谱与实车工况，提前暴露潜在失效，大幅减少路试时间与成本，加快产品上市与可靠性增长进程。

· 打造高柔性化验证资产：模块化与快速换型设计使平台能够高效适配客户当前及未来的多产品线验证需求，显著提升设备利用率与投资回报。

该系统已成为客户在商用车电动转向领域进行产品可靠性鉴定、性能深度优化与量产质量保证的关键研发与验证平台。

相关解决方案

· 商用车转向系统（循环球、齿轮齿条）耐久试验台

· 高扭矩传动部件（转向器、车桥、变速箱）测试系统

· 转向系统电气特性与传感器测试平台

· 车辆CAN总线网络仿真与测试系统

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