ISO 16750-3 مركبات الطرق - الظروف البيئية واختبار المعدات الكهربائية والإلكترونية - الجزء 3: الأحمال الميكانيكية

يُحدد معيار "ISO 16750-3 مركبات الطرق - الظروف البيئية واختبار المعدات الكهربائية والإلكترونية - الجزء 3: الأحمال الميكانيكية"، الذي وضعته المنظمة الدولية للمعايير (ISO)، متطلبات الأنظمة الكهربائية والإلكترونية ومكوناتها في المركبات، بما في ذلك أنظمة القيادة الكهربائية ومكوناتها ذات أقصى جهد تشغيل وفقًا لفئة الجهد B. يصف هذا المعيار الضغوط البيئية المحتملة، ويتضمن طرق الاختبار الموصى بها ومتطلبات مواقع التركيب المحددة على المركبة أو داخلها. يصف هذا المعيار الأحمال الميكانيكية. ومع ذلك، لا ينطبق هذا المعيار على المتطلبات البيئية أو اختبار أنظمة ومكونات الدراجات النارية والدراجات البخارية.

يُعدّ معيار ISO 16750-3 وثيقةً بالغة الأهمية في صناعة السيارات. فهو يُحدد متطلبات وإجراءات اختبار الأنظمة والمكونات الكهربائية والإلكترونية في مركبات الطرق، مع التركيز بشكل خاص على الإجهادات الميكانيكية. ويضمن هذا المعيار قدرة هذه المكونات على تحمّل الظروف البيئية القاسية أثناء تشغيل المركبات، مما يُحسّن الموثوقية والسلامة.

ينطبق هذا المعيار على الأنظمة والمكونات الكهربائية والإلكترونية المستخدمة في مركبات الطرق، بما في ذلك أنظمة الدفع الكهربائية ذات أقصى جهد تشغيل مُصنف ضمن جهد الفئة ب. يصف هذا المعيار الإجهادات الميكانيكية المحتملة التي قد تتعرض لها هذه المكونات بناءً على موقع تركيبها داخل المركبة أو عليها. مع ذلك، يستثني هذا المعيار صراحةً أنظمة ومكونات الدراجات النارية والدراجات البخارية.

يتناول هذا المعيار الأحمال الميكانيكية، مثل الاهتزازات والصدمات وغيرها من الضغوط الفيزيائية، التي قد تؤثر على أداء أو متانة المعدات الكهربائية والإلكترونية. ويوفر إطارًا للمصنّعين لتصميم واختبار المكونات لضمان استيفائها للمتطلبات الصارمة لبيئات السيارات.

الميزات الرئيسية لمعيار ISO 16750-3 هي:

• الضغوط البيئية: تُحدد هذه المواصفة مختلف الأحمال الميكانيكية التي قد تتعرض لها المكونات. وتشمل هذه:
  • الاهتزاز: الاهتزازات المستمرة أو المتقطعة الناجمة عن تشغيل المحرك أو ظروف الطريق أو ديناميكيات السيارة.
  • الصدمة: التأثيرات المفاجئة الناجمة عن أحداث مثل الحفر أو الاصطدامات.
  • الضغوط الميكانيكية الأخرى: قد تشمل الضغوط الناتجة عن التجميع، أو التمدد الحراري، أو تفاعلات المكونات.

تم تصميم هذه السلالات لتناسب موقع التثبيت المحدد (على سبيل المثال حجرة المحرك أو الهيكل أو حجرة الركاب) لتعكس الظروف الواقعية.

• الاختبارات والمتطلبات: تُحدد هذه المواصفة القياسية طرق اختبار مُفصّلة لمحاكاة الأحمال الميكانيكية. تضمن هذه الاختبارات قدرة المكونات على تحمّل الضغوط التي قد تواجهها خلال عمرها التشغيلي. كما تُقدّم هذه المواصفة المتطلبات المُوصى بها لاجتياز هذه الاختبارات وضمان استمرارية عمل المكونات في ظلّ ظروف مُحدّدة.
• الحالة الوظيفية: كما هو مُعرّف في ISO 16750-1، تُلزم هذه المواصفة المكونات بالحفاظ على حالة وظيفية من الفئة أ (أداء كامل) في وضع التشغيل العادي، والفئة ج (أداء محدود) في أوضاع أخرى. يضمن هذا أداءً موثوقًا للمكونات في ظروف التشغيل الاعتيادية، مع مراعاة انخفاض الأداء في الظروف غير الحرجة.

في التحديث الأخير لهذا المعيار، تم توحيد المتطلبات وإدخال الاختلافات لتلبية تصميمات ومكونات المركبات الحديثة بشكل أفضل.

يُعد معيار ISO 16750-3 جزءًا من سلسلة ISO 16750 الأوسع، والتي تغطي مجموعة متنوعة من الظروف البيئية، مثل درجة الحرارة والرطوبة والإجهادات الكهربائية. وهو أساسي في صناعة السيارات لما يلي:

• ضمان المتانة: من خلال تحديد اختبارات التحميل الميكانيكية الصارمة، يتم ضمان قدرة المكونات على تحمل الاهتزازات والتأثيرات النموذجية لبيئات السيارات.
• تحسين السلامة: تعد الأنظمة الكهربائية والإلكترونية الموثوقة أمرًا بالغ الأهمية لسلامة المركبات، خاصة مع أنظمة مساعدة السائق المتقدمة والمركبات الكهربائية.
• توحيد الاختبارات: يوفر إطارًا معترفًا به عالميًا يتيح للمصنعين تصميم واختبار المكونات باستمرار، مما يقلل من التباين ويحسن الجودة.
• دعم الابتكار: تضمن التحديثات التي يتم إجراؤها على المعيار التوافق مع التقنيات الجديدة، مما يعكس التعقيد المتزايد للسيارات الحديثة، بما في ذلك الأنظمة الكهربائية والهجينة.

طرق الاختبار الأساسية المحددة في معيار ISO 16750-3 هي:

• اختبار الاهتزاز: يهدف هذا الاختبار إلى تقييم قدرة المكوّن على تحمّل الاهتزازات المستمرة أو المتقطعة الناتجة عن تشغيل المحرك، أو ظروف الطريق، أو ديناميكيات المركبة. تشمل طرق الاختبار ما يلي:
  • الاهتزاز العشوائي: يُحاكي الاهتزازات العشوائية التي تحدث في ظروف القيادة الواقعية. يُحدد المعيار نطاقات التردد، ومستويات التسارع، ومدة الاختبار بناءً على موضع تركيب المكوّن (مثل الكتل المعلقة أو غير المعلقة).
  • الاهتزاز الجيبي: يختبر استجابة المكون للاهتزازات الجيبية، عادةً باستخدام موجات جيبية ممسوحة على نطاق تردد محدد.
  • معلمات الاختبار: يتم ضبط المعلمات مثل التسارع ونطاق التردد والمدة وفقًا لموضع التثبيت (على سبيل المثال، المكونات المثبتة على الجسم أو المثبتة على المحرك).

أثناء الاختبارات، يتم تطبيق ملفات تعريف اهتزاز مختلفة اعتمادًا على ما إذا كان المكون مثبتًا على الجسم أو الشاسيه أو المحرك، مما يعكس كثافات مختلفة من الاهتزازات في هذه المناطق.

• اختبار الصدمات الميكانيكية: يهدف هذا الاختبار إلى تقييم مقاومة المكونات للصدمات المفاجئة، مثل الاصطدام بالحفر أو مطبات السرعة أو غيرها من الأحداث المفاجئة. وتشمل طرق الاختبار ما يلي:
  • اختبار الصدمات: يتضمن تعريض المكوّن لصدمات مُتحكّم بها، عادةً وفقًا للمعيار IEC 60068-2-27. يُطبّق الاختبار عددًا مُحدّدًا من الصدمات بتسارع ذروة مُحدّد ومُدّة مُحدّدة.
  • اختبار السقوط: بالنسبة للمكونات التي قد تتعرض لضغوط أثناء المناولة أو التجميع، يمكن إجراء اختبار السقوط لمحاكاة السقوط العرضي.

تُصمَّم اختبارات الصدمات بما يتناسب مع موقع المكوّن ومستوى تعرّضه للصدمات المتوقع. وتكون أشدّ وطأةً على المكوّنات ذات الكتل غير المعلقة (مثل العجلات أو المحاور).

• اختبار السقوط الحر: يهدف هذا الاختبار إلى محاكاة الإجهاد الميكانيكي لمكون يسقط أثناء النقل أو التجميع أو الصيانة. خلال هذا الاختبار، يُسقط المكون من ارتفاع محدد على سطح صلب، عادةً وفقًا للمعيار IEC 60068-2-31. يعتمد عدد واتجاه السقوط على تصميم المكون والاستخدام المقصود منه. يُطبق هذا الاختبار بشكل أساسي على المكونات المحمولة أو القابلة للفصل.
• اختبار الأحمال الميكانيكية لمواقع تركيب محددة: يهدف هذا الاختبار إلى معالجة الضغوط الميكانيكية الخاصة بموقع تركيب المكون، مثل التمدد الحراري، وقوى التجميع، أو التفاعلات مع المكونات المجاورة. تشمل طرق الاختبار ما يلي:
  • اختبار الحمل الثابت: يطبق قوة ميكانيكية ثابتة لمحاكاة الضغوط الناجمة عن وزن التجميع أو السيارة.
  • اختبار الحمل الديناميكي: يحاكي الضغوط الدورية أو التفاعلات الديناميكية مثل التمدد الحراري أو حركة المكونات.

يتم تصميم الاختبارات لتناسب البيئة المحددة (على سبيل المثال، تواجه مكونات حجرة المحرك ضغوطًا حرارية واهتزازية أعلى من مكونات المقصورة).

• الاختبار البيئي المُدمج: يهدف هذا الاختبار إلى تقييم أداء المكونات تحت ضغوط ميكانيكية وبيئية مُدمجة (مثل: الاهتزاز المُصاحب لتغيرات درجة الحرارة). وبينما تُركز هذه الطريقة على الأحمال الميكانيكية، يُمكنها الاستناد إلى اختبارات مُدمجة من أجزاء أخرى من سلسلة ISO 16750 لمحاكاة الظروف الواقعية بدقة أكبر. ويُستخدم هذا الاختبار عندما يُتوقع من المكونات تحمل ضغوط ميكانيكية وحرارية مُتزامنة.

وبالتالي، يلعب معيار ISO 16750-3 دورًا محوريًا في ضمان موثوقية وسلامة المكونات الكهربائية والإلكترونية في المركبات الطرقية من خلال معالجة الأحمال الميكانيكية. تساعد بروتوكولات ومتطلبات الاختبار الشاملة المصنّعين على إنتاج مكونات متينة قادرة على تحمل ظروف استخدام المركبات القاسية. ومع تطور تكنولوجيا السيارات، يستمر هذا المعيار في التطور، داعمًا بذلك سعي الصناعة نحو الابتكار والجودة.

مؤسستنا، التي تعمل منذ سنوات عديدة وتتابع بدقة التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، توظف فريقًا من المتخصصين ذوي الخبرة وبنية تحتية واسعة لإجراء الاختبارات والقياسات والتحليلات في مجموعة واسعة من المجالات للشركات في جميع القطاعات. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار ISO 16750-3 "مركبات الطرق - الظروف البيئية واختبار المعدات الكهربائية والإلكترونية - الجزء 3: الأحمال الميكانيكية".