汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗機技術(shù)介紹
關(guān)鍵詞:汽車空調(diào)零部件,交變壓力,正弦波、三角波、方波,高頻響應,試件中介質(zhì)流動,介質(zhì)溫度控制,高低溫液壓控制系統(tǒng),液壓伺服控制系統(tǒng),隔離油缸,試件微小破損檢測,破裂保護
1 概述
交變壓力試驗是耐壓零部件壽命試驗的普遍使用方法,對汽車零部件特別重要。汽車零部件的交變壓力試驗由來已久,礙于試驗設(shè)備的條件,國內(nèi)汽車零部件生產(chǎn)廠家以往的交變壓力試驗比較簡單,沒有嚴格的波形和溫度控制。隨著汽車行業(yè)與接軌,國內(nèi)汽車零部件廠商進入采購供應商行列,用上通用的試驗標準進行汽車零部件交變壓力試驗勢在必行,嚴格的試驗波形和溫度控制對交變壓力試驗設(shè)備提出了苛刻的要求。
交變壓力試驗機主要用于汽車零部件交變壓力脈動疲勞試驗。為伺服控制型和介質(zhì)流動型的結(jié)合產(chǎn)品。試驗機具有良好的頻響特性,能產(chǎn)生各種高精度交變壓力波形;能控制試驗介質(zhì)流動,實現(xiàn)環(huán)境溫度與介質(zhì)溫度獨立控制。
該交變壓力試驗機適用于汽車空調(diào)系統(tǒng)用液氣分離器,儲液干燥器,制冷管,蒸發(fā)器,冷凝器及類似產(chǎn)品。
2 新型汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗機的技術(shù)難點:
2.1 試驗標準提出了更高波形要求
上通用的試驗標準對汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗的波形要求更加嚴格,(1)試驗機應同時具備多種可供選擇的試驗波形(正弦波、三角波、方波等),(2)具有更寬的交變 頻率范圍,(3)波形質(zhì)量受嚴格的誤差帶限制,特別是三角波和方波工況,系統(tǒng)必須具有很高的頻率響應。通常采用液壓伺服控制系統(tǒng)才能達到要求的波形精度。
2.2 試驗標準對試驗介質(zhì)溫度控制更加嚴格
在過去的交變壓力試驗中,被試件內(nèi)的介質(zhì)是封閉的,這勢必導致被試件內(nèi)介質(zhì)溫度隨著時間增加與環(huán)境溫度趨于一致。而上通用的試驗標準要求被試件內(nèi)外溫度獨立控制,
zui有效的方法是使被試件內(nèi)的介質(zhì)流動起來。
傳統(tǒng)的油缸泵壓方法能快速建立壓力,但無法實現(xiàn)介質(zhì)的流動,需要設(shè)計一套液壓控制系統(tǒng),并與油缸泵壓方法有機的組合起來,才能實現(xiàn)介質(zhì)流動工況下,交變壓力波形的
控制。
2.3 高低溫液壓控制系統(tǒng)
汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗介質(zhì)溫度范圍很廣,通??蛇_-40—150℃,交變壓力試驗機采用的液壓控制系統(tǒng)一定是特殊的高低溫液壓系統(tǒng),需要通過研制一系列特殊的液壓元件和系統(tǒng)才能實現(xiàn)。
2.4 需要*的可靠性
汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗機本身是用于考核汽車零部件壽命的,每一項試驗需要經(jīng)歷幾拾小時至上百小時的連續(xù)運轉(zhuǎn),所以試驗機需要很高的可靠性和自動化程度,才能保持設(shè)備的完好率,才能滿足交變壓力試驗無人值班的要求。
交變壓力試驗機研制必須進行可靠性分析和設(shè)計,長期可靠運行的結(jié)果證明,本公司研制的汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗機的可靠性設(shè)計是成功的。
3 設(shè)計準則:
本公司研制的汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗機的設(shè)計遵循了下列準則:
a. 試驗臺設(shè)計實施相關(guān)的國家標準和行業(yè)標準,按標準進行規(guī)范化設(shè)計;
b. 試驗臺設(shè)計綜合運用簡化、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、優(yōu)選等標準化基本原理,貫徹通用化、系列化、組合化要求,積極采用成熟技術(shù),努力提高設(shè)計的標準化程度;
c. 追求高自動化程度和高可靠性,盡可能實現(xiàn)試驗全過程計算機控制和監(jiān)控,減少人工調(diào)節(jié)環(huán)節(jié),設(shè)計全面提升可靠性要求,考慮各類事故保護停機和報警,做到無人值班,少人值守;
d. 追求高品質(zhì)靜、動態(tài)特性,保持設(shè)備長期技術(shù),提高用戶企業(yè)的產(chǎn)品參與競爭的能力;
e. 追求高的性能價格比,優(yōu)化設(shè)計降低成本,在滿足系統(tǒng)性能和可靠性前提下,盡可能選用國內(nèi)產(chǎn)品,對進口件選用遵循合理、必要、經(jīng)濟原則;
f. 設(shè)計充分考慮試驗室管理要求,合理配置;注意環(huán)保、節(jié)能;考慮儀器儀表計量標定方便;盡可能選用國內(nèi)外公司產(chǎn)品,減少元器件品種規(guī)格,保證元器件良好售后服務和備件貨源充足;
g. 充分考慮操作、維護方便,提高試驗效率。設(shè)備應美觀大方,具有時代氣息。
4 本公司研制的汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗機方案簡介
4.1 主要功能:
a. 交變波形多樣化:正弦波,三角波,矩形波和任意波;
b. 試件介質(zhì)循環(huán)流動設(shè)計;
c. 試件環(huán)境溫度和介質(zhì)溫度獨立控制;
d. 交變頻率可低至直流輸出;
e. 實現(xiàn)計算機控制、采樣、數(shù)據(jù)處理、記錄和打印,具有試驗報告自動生成功能;
f. 實現(xiàn)計算機監(jiān)控、報警保護功能(包括特別設(shè)計的試件微小破損檢測和破裂保護);
g. 智能化PID調(diào)節(jié);具備溫度、壓力傳感器計量校驗程序;
h. 簡便、直觀的操作界面;操作維護方便,元件采用標準,備件貨源充足。
4.2 主要技術(shù)參數(shù)和性能指標
a. 試驗介質(zhì)工作壓力范圍:0—4.5MPa,可設(shè)置,誤差±1.5%;
b. 交變頻率:0—200CPM,可設(shè)置,誤差±1次;
(擴展設(shè)計可達更寬的頻率范圍)
c. 試件介質(zhì)溫度:室溫—120℃,可設(shè)置,誤差±1℃;
(擴展設(shè)計可達更寬的介質(zhì)溫度范圍,包括低溫)
d. 試件環(huán)境溫度:室溫—150℃,可設(shè)置,誤差±3℃;
(擴展設(shè)計可達更寬的介質(zhì)溫度范圍,包括低溫)
e. 恒溫環(huán)境箱腔體容積:1000×1800×1100;
f. 同時試驗件數(shù):6件;
g. 試驗波形:正弦波、三角波、矩形波和任意波,矩形波的上升沿時間不大于0.05秒。
h. 試驗介質(zhì):合成液壓油。
(擴展設(shè)計可使用制動器油,乙二醇等為試驗介質(zhì))
4.3 交變壓力試驗機原理簡介
試驗機由供壓系統(tǒng)、恒溫環(huán)境箱和計算機控制系統(tǒng)組成。
被試零部件安裝在恒溫環(huán)境箱內(nèi),供壓系統(tǒng)在環(huán)境箱外通過管路向被試件加壓,供壓系統(tǒng)的介質(zhì)溫度受控,根據(jù)試驗要求調(diào)節(jié),系統(tǒng)有加溫和冷卻裝置。
供壓系統(tǒng)由一套高溫動力油源供油,動力油源采用高溫齒輪泵,由調(diào)壓閥穩(wěn)定供油壓力,動力油源的輸出流量既用于提供通過被試件的試驗流量,又能輔助被試件壓力快速上升。
供壓系統(tǒng)通過隔離油缸向被試件提供規(guī)定溫度和交變壓力的介質(zhì),利用隔離油缸容腔快速泵出的介質(zhì),能產(chǎn)生瞬間大流量。隔離油缸為特殊設(shè)計的液壓油缸,油缸活塞桿設(shè)計成配壓閥結(jié)構(gòu),通過配壓閥輸出的壓力與隔離油缸活塞桿的位置成比例關(guān)系,隔離油缸工作時,既有泵壓作用,又有壓力輸出閥功能。當隔離油缸快速運動時,瞬間大流量能控制被試件壓力快速上升或下降,當隔離油缸停在某個位置時,能控制被試件壓力恒定在設(shè)定值(所以試驗機交變頻率可以低至直流輸出)。
驅(qū)動隔離油缸運動的是一套液壓伺服控制系統(tǒng),系統(tǒng)的輸入是試驗要求的壓力波形信號,系統(tǒng)的輸出是驅(qū)動隔離油缸的推力,系統(tǒng)的反饋是被試件的試驗壓力,所以zui終控制的就是被試件的試驗壓力。
液壓伺服控制系統(tǒng)由常溫油源供油,常溫油源為高壓油源系統(tǒng),工作壓力為21Mpa,常溫油源同時提供高溫動力油源和事故處理操作的控制用油。