GME GMI L-1-15-2007 Steering Column Stiffness (English German This specification may be applied only for current projects incl Global Epsilon e (37##) It is Superceded for all futu.pdf

1、INTERNATIONALENGINEERINGSTANDARDSTest ProcedureLaboratoryGMI L-1-15Steering Column StiffnessSteifigkeitsmessung LenksuleMay 2007 Page 1 of 11Note: This specification may be applied only for current projects incl. Global Epsilon (37#).It is Superceded for all future projects and replaced by GMW14216.

2、Hinweis: Diese Spezifikation darf nur noch fr laufende Projekte einschlielich Global Epsilon (37#) angewendet werden und ist fr alle zuknftigen Projekte ungltig und ersetzt durchGMW14216.GMI L-1-15 GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARDMay 2007 Page 2 of 11LBSP GMI 2 11/95RevisionsDate Paragraph08.96

3、 newnderungenDatum Abschnitt08.96 neuDate05.2007 set to Superceded statusDatum05.2007 Auf Status “Superceded“ gesetztGM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD GMI L-1-15May 2007 Page 3 of 11LBSP GMI 2 11/951 Introduction 1 Einleitung1.1 PurposeDetermination of static and dynamic steeringcolumn stiffness

4、 in body in white.1.1 ZweckBestimmung der statischen und dynamischen Stei-figkeit der Lenksule in der Karosserie.1.2 ForewordN.a.1.2 VorwortN.a.1.3 ApplicabilityFor all passenger cars.1.3 AnwendbarkeitFr alle PKW.1.4 DefinitionsN.a.1.4 DefinitionenN.a.1.5 ReferencesNothing in the test procedure, how

5、ever, supersedesapplicable laws and regulations unless a specificexemption has been obtained.Remark: In the event of a conflict between the Eng-lish and the domestic language, the English lan-guage shall take precedence.1.5 ReferenzenFalls keine Ausnahmen vereinbart wurden, darf dasPrfverfahren kein

6、e anzuwendenden Gesetze undRegelungen auer Kraft setzen.Hinweis: Im Falle von Unstimmigkeiten zwischendem englischen und dem landessprachlichen Text,ist der englische Text ausschlaggebend.2 Resources 2 Gerte und Einrichtungen2.1 FacilitiesN.a.2.1 EinrichtungN.a.2.2 Equipment 2.2 Ausrstung2.2.1Test p

7、late2.2.1Meplatte2.2.24 turnbuckles2.2.24 Spannschlsser2.2.32 x 2.5 m T rails2.2.32 T - Profil - Schienen je 2,5 mGMI L-1-15 GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARDMay 2007 Page 4 of 11LBSP GMI 2 11/952.2.416 gauges (steering column, vertical) (range10 mm, accuracy 0.01 mm)2.2.416 Meuhren (Lenksule ve

8、rtikal) (Mebereich10 mm, Genauigkeit 0,01 mm)2.2.58 gauges (steering column, horizontal) (range10 mm, accuracy 0.01 mm)2.2.58 Meuhren (Lenksule horizontal) (Mebereich10 mm, Genauigkeit 0,01 mm)2.2.63 acceleration sensors (impact test)2.2.63 Beschleunigungssensoren (Anschlagtest)2.2.7Cable pull2.2.7S

9、eilzug2.2.84 x 10 kg disk weights2.2.84 Scheibengewichte je 10 kg2.2.92 x 5 kg disk weight2.2.92 Scheibengewichte je 5 kg2.2.101 guide roller2.2.101 Umlenkrolle2.2.11Fixture for fastening the guide roller2.2.11Vorrichtung zur Befestigung der Umlenkrolle2.2.12Fixtures for fastening the position senso

10、rs2.2.12Vorrichtungen zur Befestigung der Wegaufnehmer2.3 Test Vehicle/Test PieceBody in white with installed steering column andsteering wheel.2.3 Versuchsfahrzeug/ProbekrperRohkarosserie mit eingebauter Lenksule mit Lenk-rad.3 Procedure 3 Durchfhrung3.1 Preparation 3.1 VorbereitungGM INTERNATIONAL

11、 ENGINEERING STANDARD GMI L-1-15May 2007 Page 5 of 11LBSP GMI 2 11/953.1.1 Steering Column Measurement, Verticaland Horizontal (Static Stiffness)The steering column shall be installed in the bodyin white without the steering wheel. The body inwhite shall be fixed in such a way as to ensure posi-tion

12、al stability in all three axes during the applica-tion of force. To this aim, the body shall be sup-ported at 4 rocker panel points and braced againstthe test plate by means of 4 turnbuckles and 2 Trails, one through the front and one through the reardoor. The force shall be applied in vertical dire

13、ctionvia a bracket on the steering column. The force inhorizontal direction shall be applied by means of aguide roller to the steering column.3.1.1 Messung Lenksule vertikal, horizontal(statische Steifigkeit)In der Rohkarosserie ist die Lenksule ohne Lenk-rad zu montieren. Die Rohkarosserie wird so

14、fixiert,da die Lagestabilitt bei Krafteinleitung in allendrei Achsen gewhrleistet ist. Dazu wird die Karos-serie an 4 Schwellerpunkten untersttzt und mittelseiner durch die Vorder- und einer durch die Hinter-tr gelegten T-Schiene und 4 Spannschlssern zurMeplatte verspannt.Die Kraft wird bei der Mess

15、ung in Vertikalrichtungber eine Halterung auf die Lenksule eingeleitet.Bei der Messung in Horizontalrichtung ist die Kraftber eine Umlenkrolle in die Lenksule einzuleiten.3.1.1.1 Positioning the gauges (measurement steer-ing column vertical)The rail fastened through the front door shall formthe meas

16、urement basis for the gauges. The meas-uring points are illustrated in fig. 1.3.1.1.1 Position der Meuhren (Messung Lenksulevertikal)Basis fr die Meuhren ist die durch die Vordertrgespannte Schiene. Die Mepunkte sind in Abb. 1dargestellt.4bdca6 R/ 7 L8 R/ 9 L5 R/ 5L5A R/ 5A L11AF2A3A4A23Fig. 1: Posi

17、tion of gauges1 Steering column hub2 Outer column, top3 Steering column bearing4 Outer column, bottom5 Steering column bracket, front6 to 9 Steering column bracket, top1A Steering column hub1 Lenksulennabe2 Mantelrohr oben3 Lenksulenlager4 Mantelrohr unten5 Lenksulenhalter vorne6 bis 9 Lenksulenhalt

18、er oben1A LenksulennabeGMI L-1-15 GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARDMay 2007 Page 6 of 11LBSP GMI 2 11/95At measuring points 1 to 9, the gauges shall bepositioned vertically and at an angle of 90 to thesteering column central axis. At measuring points1A to 5A, they shall be located parallel to th

19、e steer-ing column axis. The guide roller shall be fastenedto a fixture beneath the steering column in such away that the cable pull around it runs vertically frommeasuring point 1 and at an angle of 90 to thesteering column axis.An den Mepunkten 1 bis 9 werden die Meuhrensenkrecht und im Winkel von

20、 90 zur Lenksulen-achse gesetzt und den Mepunkten 1A bis 5A inRichtung der Lenksulenachse. Die Umlenkrollewird an einer Vorrichtung unterhalb der Lenksuleso befestigt, da der Seilzug vom Mepunkt 1 ausvertikal und im Winkel von 90 zur Lenksulenach-se ber die Umlenkrolle gefhrt werden kann.3.1.1.2 Pos

21、ition of gauges (measurement steeringcolumn horizontal)The rail fastened through the front door shall formthe measurement basis for the position sensors.The measuring points are illustrated in fig. 2.3.1.1.2 Position der Meuhren (Messung Lenksulehorizontal)Basis fr die Meuhren ist die durch die Vord

22、ertrgespannte Schiene. Die Mepunkte sind in Abb. 2dargestellt.6H+W+L+743215FFig. 2: Position of gauges1 Steering column hub2 Outer column, top3 Steering column bearing4 Outer column, bottom5 Steering column bracket, front6 Steering column bracket, top7 Steering column bracket, rear1A Steering column

23、 hub1 Lenksulennabe2 Mantelrohr oben3 Lenksulenlager4 Mantelrohr unten5 Lenksulenhalter vorne6 Lenksulenhalter oben7 Lenksulenhalter hinten1A LenksulennabeGM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD GMI L-1-15May 2007 Page 7 of 11LBSP GMI 2 11/95At measuring points 1 to 7, the position sensorsshall be pos

24、itioned horizontally and at an angle of90 to the steering column central axis. At measur-ing point 1A they shall be located parallel to thesteering column axis. The guide roller shall be fas-tened to a fixture to the side of the body in such away that the cable pull around it runs horizontallyfrom m

25、easuring point 1 and at an angle of 90 tothe steering column axis.An den Mepunkten 1 bis 7 werden die Meuhrenwaagerecht und im Winkel von 90 zur Lenksu-lenachse gesetzt, am Mepunkt 1A in Richtung derLenksulenachse. Die Umlenkrolle wird an einerVorrichtung seitlich neben der Karosserie so befes-tigt,

26、 da der Seilzug vom Mepunkt 1 aus waage-recht und im Winkel von 90 zur Lenksulenachseber die Umlenkrolle gefhrt werden kann.3.1.2 Measurement of Dynamic StiffnessThe body set up including steering column is identi-cal to the static measurement. In addition the steer-ing wheel must be mounted.3.1.2 M

27、essung dynamische SteifigkeitDer Aufbau der Karosserie mit eingebauter Lenk-sule ist identisch mit dem fr die statische Mes-sung. Zustzlich ist das Lenkrad zu montieren.3.1.2.1 Position of sensorsThe measuring points are illustrated in fig. 3.3.1.2.1 Position der SensorenDie Mepunkte sind in Abb. 3

28、dargestellt.321Fig. 3: Position of accelerators1 Outer column, top2 Steering column bearing3 Outer column, bottom1 Mantelrohr oben2 Lenksulenlager3 Mantelrohr untenGMI L-1-15 GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARDMay 2007 Page 8 of 11LBSP GMI 2 11/95The acceleration sensors shall be attached verti-ca

29、lly and at an angle of 90 to the steering column.They shall be free of play. Small metal blocks withinternal threads for fastening the sensors shall beaffixed to the steering column.Die Beschleunigungssensoren werden vertikal undim Winkel von 90 zur Lenksule befestigt. Sie sindspielfrei zu applizier

30、en. Dazu werden kleine Metall-blcke mit Innengewinde an die Lenksule geklebt,in denen die Beschleunigungssensoren verschraubtwerden.3.2 ConditionsDeviations from this test procedure shall have beenagreed upon. Such deviations shall be specified oncomponent drawings and must be noted on testcertifica

31、tes, reports etc.3.2 PrfbedingungenAbweichungen von den Bedingungen dieses Prf-verfahrens mssen vereinbart werden. Diese Ab-weichungen sind auf Teilzeichnungen vorgeschrie-ben bzw. mssen in Prfzeugnissen, Berichten u.dergl. angegeben werden.3.3 Instructions 3.3 Prfanleitung3.3.1 Steering Column Meas

32、urement, Vertical(Static Measurement)Force shall be applied by suspending disk weightsof defined mass. Before measurement commences,preload shall be applied with the maximum load of50 kg in order to eliminate the effects of bearingplay and settling. With the holder in place, thegauges shall be set t

33、o zero. The measurement shallbe performed at the following load stages.30 kg - 40 kg - 50 kg - 03.3.1 Messung Lenksule vertikal (statischeMessung)Die Krafteinleitung erfolgt durch Anhngen vonGewichtsplatten mit definierten Massen. Vor Beginnder Messung wird eine Vorbelastung mit der Maxi-mallast von

34、 50 kg durchgefhrt, um Lagerspiel undSetzeffekte zu eliminieren. Die Meuhren werdenbei eingehngter Halterung auf Null gestellt. DieMessung wird mit folgenden Laststufen durchge-fhrt.30 kg - 40 kg - 50 kg - 03.3.2 Steering Column Measurement, Horizontal(Static Measurement)Force shall be applied by su

35、spending disk weightsof defined mass. Before measurement commences,preload shall be applied with the maximum load of40 kg in order to eliminate the effects of bearingplay and settling. With the holder in place, thegauges shall be set to zero. The measurement shallbe performed at the following load s

36、tages.30 kg - 35 kg - 40 kg - 03.3.2 Messung Lenksule horizontal (statischeMessung)Die Krafteinleitung erfolgt ber einen Seilzug durchAnhngen von Gewichtsplatten mit definierten Mas-sen. Vor Beginn der Messung wird eine Vorbelas-tung mit der Maximallast von 40 kg durchgefhrt,um Lagerspiel und Setzef

37、fekte zu eliminieren. DieMeuhren werden bei eingehngter Halterung aufNull gestellt. Die Messung wird mit folgenden Last-stufen durchgefhrt.30 kg - 35 kg - 40 kg - 03.3.3 Dynamic MeasurementExcitation shall take the form of a sudden verticalforce (hammer blow) applied to the steering wheelrim. The ac

38、celerations of the steering column shallbe measured by the sensors and transmitted to arecording device by the measuring amplifier or, ifpossible, (A/D transformer required) relayed directlyto a computer and read in by means of a signalanalysis program (e.g. Easy Lab).3.3.3 Dynamische MessungDie Anr

39、egung erfolgt durch eine stofrmige Kraft(Hammerschlag) am Lenkradkranz in vertikalerRichtung. Die Beschleunigungen der Lenksulewerden mit den Sensoren erfat und ber denMeverstrker an ein Aufzeichnungsgert bzw.nach Mglichkeit (A/D - Wandler ntig) direkt aneinen Computer weitergeleitet und mit einemSi

40、gnal - Analyse Programm (z. B. Easy - Lab) ein-gelesen.GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD GMI L-1-15May 2007 Page 9 of 11LBSP GMI 2 11/953.4 Data 3.4 Ergebnisse3.4.1 TargetsN.a.3.4.1 ForderungenN.a.3.4.2 Evaluation 3.4.2 Auswertung3.4.2.1 Steering column measurement, verticalThe displacements mea

41、sured with a load of 40 kgshall be presented in the form of a bending curve.3.4.2.1 Messung Lenksule vertikalDie gemessenen Verformungswerte bei der Belas-tung von 40 kg werden in einer Biegelinie darge-stellt.3.4.2.2 Steering column measurement, horizontalThe displacement measured with a load of 35

42、 kgshall be presented in the form of a bending curve.3.4.2.2 Messung Lenksule horizontalDie gemessenen Verformungswerte bei der Belas-tung von 35 kg werden in einer Biegelinie darge-stellt.3.4.2.3 Dynamic measurementThe natural frequency and relaxation time (time ittakes the amplitude of vibration t

43、o sink to a factorof 1/e) shall be determined with the aid of a fre-quency analysis program (e.g. Turbo Lab).Equation of damped vibration:3.4.2.3 Dynamische MessungMit Hilfe eines Frequenz - Analyse - Programms(z. B. Turbo Lab) werden Eigenfrequenz und Ab-klingzeit (Zeit, in der die Amplitude der Sc

44、hwingungauf den Faktor 1/e absinkt) bestimmt.Gleichung der gedmpften Schwingung:teyy t sin*0=with y : Amplitudey0 : Initial Amplitude : Damping coefficient = 2 pi f f = 1/TT : Period of vibrationThe frequency shall be analyzed using the powerspectrum. The damping coefficient is calculatedfrom 2 cons

45、ecutive amplitudes as follows:mit y : Amplitudey0 : Anfangsamplitude : Dmpfungskonstante = 2 pi f f = 1/TT : PeriodendauerDie Frequenz wird unter Verwendung des Power -Spektrums analysiert. Die Dmpfungskonstante lt sich aus 2 aufeinanderfolgenden Amplitudenfolgendermaen bestimmen:=+f ytytT*ln( )Thus

46、, during the time 1/ the amplitude sinks to1/e.The relaxation time is therefore calculated as fol-lows:Definitionsgem sinkt die Amplitude in der Zeit1/ auf 1/e ab.Die Abklingzeit berechnet sich also zu:t = 1In order to avoid inaccuracies in calculation due tosuperimposed vibrations, 10 consecutive a

47、mpli-tudes shall be sampled.Um Ungenauigkeiten bei der Berechnung durchberlagerte Schwingungen zu vermeiden werden10 aufeinanderfolgende Amplituden abgetastet.GMI L-1-15 GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARDMay 2007 Page 10 of 11LBSP GMI 2 11/953.4.3 PresentationWith reference to this test method th

48、e results ofparagraph 3.4.2 shall be represented in a test re-port.3.4.3 DarstellungDie Ergebnisse aus Abschnitt 3.4.2 sind in einemPrfbericht unter Hinweis auf dieses Prfverfahrendarzustellen.4 Coding SystemThis test procedure shall be called up in otherdocuments, drawings, VTS, CTS etc. as follows:Example:“Test to GMI L-1-15“4 Angabe in DokumentenDieses Prfverfahren ist in anderen Dokumenten,Zeichnungen, VTS, CTS etc. wie folgt anzugeben:Beispiel:“Prfung nach GMI L-1-15“GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD GMI L-1-15May 2007 Page 11 of 11LBSP GMI 2 11/95Deviations Abweichungen