汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗(yàn)機(jī)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(yīng)，試件中介質(zhì)流動(dòng)，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(cè)，破裂保護(hù)

1 概述
交變壓力試驗(yàn)是耐壓零部件壽命試驗(yàn)的普遍使用方法，對(duì)汽車零部件特別重要。汽車零部件的交變壓力試驗(yàn)由來已久，礙于試驗(yàn)設(shè)備的條件，國(guó)內(nèi)汽車零部件生產(chǎn)廠家以往的交變壓力試驗(yàn)比較簡(jiǎn)單，沒有嚴(yán)格的波形和溫度控制。隨著汽車行業(yè)與接軌，國(guó)內(nèi)汽車零部件廠商進(jìn)入采購(gòu)供應(yīng)商行列，用上通用的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行汽車零部件交變壓力試驗(yàn)勢(shì)在必行，嚴(yán)格的試驗(yàn)波形和溫度控制對(duì)交變壓力試驗(yàn)設(shè)備提出了苛刻的要求。

交變壓力試驗(yàn)機(jī)主要用于汽車零部件交變壓力脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)。為伺服控制型和介質(zhì)流動(dòng)型的結(jié)合產(chǎn)品。試驗(yàn)機(jī)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(yàn)介質(zhì)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度與介質(zhì)溫度獨(dú)立控制。

該交變壓力試驗(yàn)機(jī)適用于汽車空調(diào)系統(tǒng)用液氣分離器，儲(chǔ)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(yàn)機(jī)的技術(shù)難點(diǎn)：
2.1 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)提出了更高波形要求
上通用的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗(yàn)的波形要求更加嚴(yán)格，（1）試驗(yàn)機(jī)應(yīng)同時(shí)具備多種可供選擇的試驗(yàn)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(yán)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(yīng)。通常采用液壓伺服控制系統(tǒng)才能達(dá)到要求的波形精度。

2.2 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)介質(zhì)溫度控制更加嚴(yán)格
在過去的交變壓力試驗(yàn)中，被試件內(nèi)的介質(zhì)是封閉的，這勢(shì)必導(dǎo)致被試件內(nèi)介質(zhì)溫度隨著時(shí)間增加與環(huán)境溫度趨于一致。而上通用的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求被試件內(nèi)外溫度獨(dú)立控制，

zui有效的方法是使被試件內(nèi)的介質(zhì)流動(dòng)起來。

傳統(tǒng)的油缸泵壓方法能快速建立壓力，但無法實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的流動(dòng)，需要設(shè)計(jì)一套液壓控制系統(tǒng)，并與油缸泵壓方法有機(jī)的組合起來，才能實(shí)現(xiàn)介質(zhì)流動(dòng)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(yàn)介質(zhì)溫度范圍很廣，通常可達(dá)-40—150℃，交變壓力試驗(yàn)機(jī)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(shí)現(xiàn)。

2.4 需要*的可靠性
汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗(yàn)機(jī)本身是用于考核汽車零部件壽命的，每一項(xiàng)試驗(yàn)需要經(jīng)歷幾拾小時(shí)至上百小時(shí)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以試驗(yàn)機(jī)需要很高的可靠性和自動(dòng)化程度，才能保持設(shè)備的完好率，才能滿足交變壓力試驗(yàn)無人值班的要求。

交變壓力試驗(yàn)機(jī)研制必須進(jìn)行可靠性分析和設(shè)計(jì)，長(zhǎng)期可靠運(yùn)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(yàn)機(jī)的可靠性設(shè)計(jì)是成功的。

3 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：
本公司研制的汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)遵循了下列準(zhǔn)則：

a. 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)施相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)；

b. 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用簡(jiǎn)化、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、優(yōu)選等標(biāo)準(zhǔn)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(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度；

c. 追求高自動(dòng)化程度和高可靠性，盡可能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)全過程計(jì)算機(jī)控制和監(jiān)控，減少人工調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)全面提升可靠性要求，考慮各類事故保護(hù)停機(jī)和報(bào)警，做到無人值班，少人值守；

d. 追求高品質(zhì)靜、動(dòng)態(tài)特性，保持設(shè)備長(zhǎng)期技術(shù)，提高用戶企業(yè)的產(chǎn)品參與競(jìng)爭(zhēng)的能力；

e. 追求高的性能價(jià)格比，優(yōu)化設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)產(chǎn)品，對(duì)進(jìn)口件選用遵循合理、必要、經(jīng)濟(jì)原則；

f. 設(shè)計(jì)充分考慮試驗(yàn)室管理要求，合理配置；注意環(huán)保、節(jié)能；考慮儀器儀表計(jì)量標(biāo)定方便；盡可能選用國(guó)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(wù)和備件貨源充足；

g. 充分考慮操作、維護(hù)方便，提高試驗(yàn)效率。設(shè)備應(yīng)美觀大方，具有時(shí)代氣息。

4 本公司研制的汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗(yàn)機(jī)方案簡(jiǎn)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(dòng)設(shè)計(jì)；

c. 試件環(huán)境溫度和介質(zhì)溫度獨(dú)立控制；

d. 交變頻率可低至直流輸出；

e. 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制、采樣、數(shù)據(jù)處理、記錄和打印，具有試驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)生成功能；

f. 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控、報(bào)警保護(hù)功能（包括特別設(shè)計(jì)的試件微小破損檢測(cè)和破裂保護(hù)）；

g. 智能化PID調(diào)節(jié)；具備溫度、壓力傳感器計(jì)量校驗(yàn)程序；

h. 簡(jiǎn)便、直觀的操作界面；操作維護(hù)方便，元件采用標(biāo)準(zhǔn)，備件貨源充足。

4.2 主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)
a. 試驗(yàn)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(kuò)展設(shè)計(jì)可達(dá)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(kuò)展設(shè)計(jì)可達(dá)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(kuò)展設(shè)計(jì)可達(dá)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(shí)試驗(yàn)件數(shù)：6件；

g. 試驗(yàn)波形：正弦波、三角波、矩形波和任意波，矩形波的上升沿時(shí)間不大于0.05秒。

h. 試驗(yàn)介質(zhì)：合成液壓油。

（擴(kuò)展設(shè)計(jì)可使用制動(dòng)器油，乙二醇等為試驗(yàn)介質(zhì)）

4.3 交變壓力試驗(yàn)機(jī)原理簡(jiǎn)介
試驗(yàn)機(jī)由供壓系統(tǒng)、恒溫環(huán)境箱和計(jì)算機(jī)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(yàn)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(dòng)力油源供油，動(dòng)力油源采用高溫齒輪泵，由調(diào)壓閥穩(wěn)定供油壓力，動(dòng)力油源的輸出流量既用于提供通過被試件的試驗(yàn)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(jì)的液壓油缸，油缸活塞桿設(shè)計(jì)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(shí)，既有泵壓作用，又有壓力輸出閥功能。當(dāng)隔離油缸快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，瞬間大流量能控制被試件壓力快速上升或下降，當(dāng)隔離油缸停在某個(gè)位置時(shí)，能控制被試件壓力恒定在設(shè)定值（所以試驗(yàn)機(jī)交變頻率可以低至直流輸出）。

驅(qū)動(dòng)隔離油缸運(yùn)動(dòng)的是一套液壓伺服控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的輸入是試驗(yàn)要求的壓力波形信號(hào)，系統(tǒng)的輸出是驅(qū)動(dòng)隔離油缸的推力，系統(tǒng)的反饋是被試件的試驗(yàn)壓力，所以zui終控制的就是被試件的試驗(yàn)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(shí)提供高溫動(dòng)力油源和事故處理操作的控制用油。