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動力轉(zhuǎn)向液壓泵試驗方法及試驗設(shè)備

http://mamafrist.com 2015年09月19日        

摘要:文章分析了動力轉(zhuǎn)向液壓泵試驗方法的不足,提出了新的試驗方法,經(jīng)生產(chǎn)實踐使用證明,該試驗方法易于操作,測試結(jié)果能真實、準確地反映轉(zhuǎn)向液壓泵的使用性能,并介紹了動力轉(zhuǎn)向液壓泵的試驗設(shè)備。


  關(guān)鍵詞:動力轉(zhuǎn)向;液壓泵;試驗方法;試驗設(shè)備

  1、引言

  汽車動力轉(zhuǎn)向液壓泵是動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的心臟,其性能好壞對汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能有著重要的影響,并將直接影響到汽車的轉(zhuǎn)向和操縱穩(wěn)定性。此外,隨著新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)的不斷應(yīng)用,以及轎車用高速轉(zhuǎn)向液壓泵的大量引進,對轉(zhuǎn)向液壓泵性能的試驗研究更為迫切,因此,必須對轉(zhuǎn)向液壓泵試驗方法進行深入探討,提出行之有效的試驗方法,完善試驗手段,深入研究轉(zhuǎn)向液壓泵特性。

  動力轉(zhuǎn)向液壓泵在試驗過程中,需要測量的主要參量除了一般液壓泵具有的溫度、流量、壓力、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等特性參量外,由于動力轉(zhuǎn)向液壓泵的特殊結(jié)構(gòu)和使用要求決定了它有其特定的性能,因此在研制動力轉(zhuǎn)向液壓泵試驗臺時,如何能準確、方便地測量轉(zhuǎn)向液壓泵的性能參量,便是最為關(guān)鍵的問題。

  2、動力轉(zhuǎn)向液壓泵試驗方法

  轉(zhuǎn)向液壓泵試驗標準“ZBT 23002汽車動力轉(zhuǎn)向液壓泵臺架試驗方法”是1984年開始制訂,1987年頒布執(zhí)行,現(xiàn)已使用十多年。當時,國內(nèi)汽車動力轉(zhuǎn)向液壓泵產(chǎn)品均為齒輪泵,轎車轉(zhuǎn)向液壓泵還是空白。

  隨著近幾年汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,動力轉(zhuǎn)向液壓泵行業(yè)也有了長足進步,轉(zhuǎn)向葉片泵幾乎取代了齒輪泵,轎車轉(zhuǎn)向液壓泵得到了廣泛使用,特別是大量國外技術(shù)的引進,原試驗方法已較落后,不能全面、準確地檢測現(xiàn)有產(chǎn)品。尤其是1997年1季度,重慶汽車研究所在承擔國家技術(shù)監(jiān)督局下達的汽車轉(zhuǎn)向液壓泵產(chǎn)品質(zhì)量抽查任務(wù)中發(fā)現(xiàn),原試驗方法遠遠不能滿足現(xiàn)有產(chǎn)品的檢測要求,而且在試驗過程中難以操作,對產(chǎn)品質(zhì)量的好壞很難做出全面、公正、準確的評價。因此,為適應(yīng)我國汽車工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展需要,有效地控制產(chǎn)品質(zhì)量,對試驗方法進行深入探討和研究很有必要。

  2.1、0.85pmax壓力概念

  原試驗方法要求在做跑合、流量檢測等性能試驗時,產(chǎn)品是在最高工作壓力pmax條件下進行的,此時轉(zhuǎn)向液壓泵安全閥已完全開啟,處于流量為0的斷流狀態(tài),根本無法試驗,并且容易燒泵。試驗時為了避免轉(zhuǎn)向液壓泵安全閥的開啟,在試驗前,必須將轉(zhuǎn)向液壓泵安全閥鎖死。這種做法相當于對液壓泵進行了調(diào)整,因而該方法既不科學,也不符合裝車狀況,同時也不能較全面、準確地檢測出產(chǎn)品使用性能。因此提出了0.85 pmax壓力概念,即產(chǎn)品在0.85倍最高壓力條件下進行跑合和流量檢測等性能檢測,此時轉(zhuǎn)向液壓泵安全閥不會開啟,這樣檢測出的性能才準確地反映了轉(zhuǎn)向液壓泵的真實情況。

  2.2、氣密性試驗

  原試驗方法沒有氣密性試驗要求,通過大量的試驗表明,氣密性試驗?zāi)軌驕蚀_、可靠地反映轉(zhuǎn)向液壓泵密封件的密封性和各零件之間的裝配質(zhì)量,并且試驗簡便、可行,成本低廉,容易推廣應(yīng)用。

  2.3、可靠性試驗的油溫

  轉(zhuǎn)向液壓泵的使用工況比一般工程用泵的使用工況要復(fù)雜得多。使用時,轉(zhuǎn)向液壓泵常處于轉(zhuǎn)速、壓力多變的復(fù)雜工況下,油溫變化劇烈且范圍較大。加之在轉(zhuǎn)向液壓泵出油口處都安裝了孔徑很小的節(jié)流孔,使多余流量溢流泄出,并直接返回進油腔,在轉(zhuǎn)向液壓泵內(nèi)形成小循環(huán),這使轉(zhuǎn)向液壓泵發(fā)熱現(xiàn)象比一般泵要嚴重得多。同時,由于受結(jié)構(gòu)的限制,轉(zhuǎn)向液壓泵在整車上一般安裝于發(fā)動機旁,環(huán)境溫度很高,因而轉(zhuǎn)向液壓泵發(fā)熱更為嚴重。而且動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中油液很少,一般為1~3 L,其熱量不易散發(fā)。

  因此,為了準確地考核轉(zhuǎn)向液壓泵的使用性能和壽命,其試驗油溫在70℃左右為宜。

  2.4、斷流試驗

  原試驗方法中參照一般泵的試驗方法,提出了斷流試驗。由于動力轉(zhuǎn)向器總成一般均有行程卸荷閥,當轉(zhuǎn)到極限位置時,行程卸荷閥開啟,使轉(zhuǎn)向液壓泵處于卸載狀態(tài)。即使沒有行程卸荷閥,由于動力轉(zhuǎn)向器總成內(nèi)不可避免的會有一定的內(nèi)泄漏量,因而轉(zhuǎn)向液壓泵也不會處于斷流狀態(tài)。特別是葉片泵幾乎沒有斷流能力。因此,應(yīng)取消斷流試驗項目。

  2.5、變轉(zhuǎn)速沖擊試驗

  眾所周知,由于轉(zhuǎn)向的特殊使用工況,汽車在行駛過程中,轉(zhuǎn)向液壓泵根本不可能處于連續(xù)超載狀態(tài)。相反,汽車在行駛過程中,其行駛速度在不斷的變化,而轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又隨時在確保汽車按一定的軌跡行駛,由于路面的原因,轉(zhuǎn)向車輪也不斷的受到路面的逆向沖擊,因而汽車行駛過程中轉(zhuǎn)向液壓泵不斷的承受到?jīng)_擊載荷。

  為了使試驗工況與實際使用工況相一致,使試驗數(shù)據(jù)真實、準確地反映轉(zhuǎn)向液壓泵的使用壽命,因此提出了將原試驗方法中的連續(xù)超載試驗改為變轉(zhuǎn)速沖擊試驗。

  3、試驗臺結(jié)構(gòu)簡介  

  驅(qū)動裝置采用交流變頻調(diào)速,交流電機通過連接套及滑塊直接驅(qū)動被試泵,對于不同安裝形式的試件只須更換連接法蘭盤與滑塊即可。

  油箱安裝在工作臺面上,容積約150 L,油箱內(nèi)安裝有3 kW加熱器,油箱底部距驅(qū)動軸中心高約為200 mm,吸油口管徑為30 mm,可以保證被試液壓泵吸油良好。油箱面板配有真空表和壓力表,以監(jiān)測吸油口真空度和出油口加載壓力。

  吸、回油口均采用快換接頭,使其安裝簡便、迅速,同時防止油箱油液流出。

  4、試驗臺液壓系統(tǒng)

  ZYBT-Ⅱ型汽車轉(zhuǎn)向液壓泵試驗臺液壓原理如圖所示。

  液壓原理圖

  該試驗臺采用比例溢流閥加載,由計算機通過電信號控制比例電磁閥進行加載,并且通過壓力傳感器反饋信號對比例溢流閥進行微調(diào),其加載準確,實現(xiàn)了加載過程自動化。

  由于被試件在不停地更換,必將給整個系統(tǒng)帶來大量的污染物,而比例溢流閥對油液的清潔度要求較高。因此,為了確保整個系統(tǒng)的正常運行。設(shè)計時采用了2級高壓過濾。使其過濾精度達到5 μm,并且采用全封閉油箱。

  油液的黏度受油溫的影響極大,為了確保流量測試的準確,系統(tǒng)使用水冷卻器對油溫進行嚴格控制,使其變化范圍在±2℃之內(nèi)。

  5、試驗臺測試系統(tǒng)

  該試驗臺的測試參量有轉(zhuǎn)速、流量、壓力、溫度等4個參量。

  轉(zhuǎn)速傳感器是電感式傳感器,它的輸出為正弦波信號,經(jīng)三極管放大后,由施密特電路(4093芯片)整形,并經(jīng)電阻分壓,輸入到反向器(4011)的輸入端,再由反向器的輸出端接到計算機7210板的G2端。由于4093芯片的可靠觸發(fā)電平在6 V以上,所以加在三極管及4093上的電壓均采用12 V,這樣經(jīng)4093整形后輸出的高電平為12 V,低電平為0 V,而計算機輸入電壓以不高于5 V為宜,所以經(jīng)電阻分壓,再經(jīng)反向電路后,將5 V電壓的脈沖信號送入計算機。

  流量傳感器的輸出本身是12 V的脈沖信號,每個脈沖代表0.1 L。在計數(shù)流量脈沖時,若以定時間計脈沖數(shù),最大可以近似于丟掉1個脈沖數(shù),而且由于測試時間較短,丟掉的脈沖數(shù)還將被放大,這樣就必然產(chǎn)生較大的測量誤差。因此,在計數(shù)流量脈沖數(shù)時,以定脈沖測時間的方法更為準確。

  為了減少干擾,壓力、溫度的信號均采用4~20 mA的模擬量,將信號通過HK16芯插頭直接送到5411板進行A/D轉(zhuǎn)換。

  試驗臺的正確接地可以防止外部干擾信號。由于使用了變頻器,若接地方式不對,將對計算機系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的干擾。對該測試系統(tǒng)的接地問題進行了大量探索后,最終圓滿地解決了干擾的問題。不管保護方式是接地保護還是接零保護,線路的走向都必須按如下方式:零(地)線首先進入變頻器的接地端,然后引向試驗臺架,再與控制柜連接(注意不要用單芯線),由于變頻器是掛在控制柜上,所以在安裝變額器時,必須將變頻器的外殼與機柜絕緣。

  6、試驗臺計算機系統(tǒng)

  控制軟件為基于MS-DOS操作系統(tǒng)的先進多任務(wù)工業(yè)控制組態(tài)軟件,該軟件具有全中文圖形提示、操作簡便可靠、界面好等優(yōu)點。經(jīng)實踐證明是一個較為優(yōu)秀的工業(yè)控制組態(tài)軟件。

  6.1、硬件系統(tǒng)

  主機為IPC486DX4/100

  NA5411和ACL7120控制模板

  EPSON 300K打印機

  6.2、軟件系統(tǒng)

  工業(yè)控制組態(tài)軟件可圖形顯示工況,在線打印報表,提供手動及自動操作畫面。在手動操作中具有圖形提示功能。

  本工業(yè)控制組態(tài)軟件由以下文件組成:

  CHZHI.EXE 可執(zhí)行軟件

  SYS.DAT 組態(tài)數(shù)據(jù)文件

  CQHI16J.1 16點陣字庫

  CBTYPE.DAT 型號數(shù)據(jù)文件

  7、結(jié)論

  通過大量的試驗摸索,提出了切實可行的轉(zhuǎn)向液壓泵試驗方法。經(jīng)一年多的生產(chǎn)實際使用證明,該試驗方法易于操作,測試結(jié)果能真實、準確地反映轉(zhuǎn)向液壓泵的使用性能。經(jīng)使用證明,ZYBT-Ⅱ型汽車轉(zhuǎn)向液壓泵試驗臺工作安全可靠,性能穩(wěn)定,試驗過程全自動化,操作簡便,適應(yīng)性強,測試結(jié)果準確可信,并且大大地提高了試驗效率,具有廣泛推廣使用的價值。


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