關(guān)波

一種壓力開關(guān)疲勞壽命測(cè)試系統(tǒng)

關(guān)波

（陜西法士特汽車傳動(dòng)集團(tuán)有限責(zé)任公司 實(shí)驗(yàn)中心，陜西 西安 710077）

傳統(tǒng)的變速器空擋和倒擋壓力開關(guān)控制塊及對(duì)應(yīng)壓力開關(guān)在進(jìn)行疲勞壽命試驗(yàn)時(shí)，只能將壓力開關(guān)安裝在變速器總成上并在變速器總成試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行，這種方式試驗(yàn)周期長(zhǎng)、效率低、且占用大量試驗(yàn)資源，使得設(shè)計(jì)改進(jìn)驗(yàn)證進(jìn)度較慢、且試驗(yàn)成本較高。本測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種測(cè)試壓力開關(guān)控制塊及壓力開關(guān)壽命的控制系統(tǒng)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，試驗(yàn)操作方便，試驗(yàn)效率高，經(jīng)濟(jì)性能好等特點(diǎn)，特別適合驗(yàn)證新材料壓力開關(guān)控制塊及新改進(jìn)壓力開關(guān)的疲勞壽命。

變速器；壓力開關(guān)；疲勞壽命試驗(yàn)

引言

在汽車的各類總成中，變速器是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中最重要的總成之一。變速器的性能對(duì)整車性能有著非常重要的影響。變速器空擋及倒擋壓力開關(guān)是變速器重要零部件之一，是保證變速器及整車正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵零部件，其可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。本文設(shè)計(jì)了一種測(cè)試壓力開關(guān)控制塊及壓力開關(guān)壽命的控制系統(tǒng)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，試驗(yàn)操作方便，試驗(yàn)效率高等特點(diǎn)，不僅可以驗(yàn)證新材料、新工藝壓力開關(guān)控制塊的耐磨性能，還可同時(shí)驗(yàn)證與其相對(duì)應(yīng)的壓力開關(guān)壽命。此系統(tǒng)成本低、可靠性高、可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)樣品測(cè)試，快速高效。

1 測(cè)試系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由控制柜、高低溫箱、氣缸、試件適配器、支架等組成。試驗(yàn)臺(tái)電氣部分集中安裝在控制柜內(nèi)，將控制柜放置在高溫試驗(yàn)箱左邊。試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械部分由兩部分組成，由于氣缸及其支架不經(jīng)常操作而且屬于轉(zhuǎn)動(dòng)件有一定的危險(xiǎn)性，因此將其安裝在高溫試驗(yàn)箱后面；油槽及其支架安裝在高溫試驗(yàn)箱內(nèi)，為試件提供高溫環(huán)境同時(shí)方便試驗(yàn)人員拆裝和檢查試件。

2 壓力開關(guān)疲勞壽命測(cè)試系統(tǒng)方案

2.1 機(jī)械部分

主要由氣缸支架、油槽、油槽支架、傳動(dòng)軸、壓力開關(guān)導(dǎo)塊、限位銷、油封等組成。通過安裝在傳動(dòng)軸上的限位銷和傳動(dòng)軸支架的位置限制氣缸的行程，從而滿足壓力開關(guān)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度要求。油槽內(nèi)的傳動(dòng)軸上安裝的壓力開關(guān)導(dǎo)塊是可更換的，為以后試驗(yàn)臺(tái)的功能擴(kuò)展提供方便，見圖1。

圖1 壓力開關(guān)疲勞壽命測(cè)試系統(tǒng)機(jī)械圖

2.2 電氣部分

主要部件為穩(wěn)壓電源、大功率電阻、散熱風(fēng)扇、高溫試驗(yàn)箱、表格設(shè)定定時(shí)程序控制器、計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)器開關(guān)、電磁閥等。穩(wěn)壓電源和大功率電阻為壓力開關(guān)提供負(fù)載回路、高溫試驗(yàn)箱提供溫度環(huán)境、表格設(shè)定定時(shí)程序控制器控制電磁閥通斷，從而驅(qū)動(dòng)氣缸動(dòng)作，完成壓力開關(guān)的周期通斷，見圖2，其中Z36-12（1～6）為直流穩(wěn)壓電源，JS1～JS6為計(jì)數(shù)器，K11～K16為計(jì)數(shù)器開關(guān)，Q1為總電源空開，Q21～Q29為各支路空開，DP1、DP2為DC24V開關(guān)電源，TPC8-8為定時(shí)程序控制器，J1、J2為中間繼電器，X1～X5為接線端子。

圖2 控制系統(tǒng)總體布局圖

2.3 具體實(shí)現(xiàn)方式

本方案是一種測(cè)試壓力開關(guān)控制塊及壓力開關(guān)疲勞壽命的控制系統(tǒng)：直流穩(wěn)壓電源可根據(jù)不同的試驗(yàn)條件匹配對(duì)應(yīng)的大功率電阻為試件提供合適的電源環(huán)境；計(jì)數(shù)器用來接收試驗(yàn)中反饋的開關(guān)量信號(hào)記錄壽命試驗(yàn)的次數(shù)，每個(gè)計(jì)數(shù)器可獨(dú)立工作；總電源空開和各支路空開用來保護(hù)控制系統(tǒng)，防止短路或過載引起元器件損壞。

TPC8-8定時(shí)程序控制器是該控制系統(tǒng)的核心控制單元：采用表格設(shè)置漢字顯示的方式代替繁瑣的編程工作，操作便捷、簡(jiǎn)單實(shí)用、功能強(qiáng)，可以顯著降低應(yīng)用過程的難度和開發(fā)周期。[1]具有8路輸入端和8路輸出端，其中8路輸入端可連接開關(guān)或傳感器，例如：?jiǎn)?dòng)開關(guān)、停止開關(guān)、限位開關(guān)、安全開關(guān)、光電開關(guān)、接近開關(guān)等開關(guān)量輸入信號(hào)。8路輸出端可以分別驅(qū)動(dòng)多路電磁閥、液壓閥、繼電器、接觸器、電磁鐵及電機(jī)等執(zhí)行電器工作。輸出方式為NPN型晶體管集電極開路輸出，輸出有效為導(dǎo)通，輸出無效為開路。[2]

供電電路簡(jiǎn)述：將AC220V接入X1接線排的1、2、3號(hào)端口，總空開Q1的輸入端與X1接線排的1、2、3號(hào)端口連接，輸出端和X2接線排的01—30號(hào)端口連接，高溫箱、穩(wěn)壓電源（1-6）、直流電源DP1分別串聯(lián)空開后接入X2接線排；TPC8-8定時(shí)程序控制器供電端口與直流電源DP1的輸出端口連接。

控制回路電路簡(jiǎn)述：TPC8-8定時(shí)程序控制器的輸入端X1-X8分別與X3接線排的18—33號(hào)端口連接，輸出端Y1-Y8分別與X3接線排的01—16號(hào)端口連接；繼電器J1、J2、啟動(dòng)開關(guān)K1、停止開關(guān)K3分別通過X3接線排與控制器輸出端口Y2、Y3、輸入端口X1、X2連接，左接近開關(guān)KK1、右接近開關(guān)KK2通過X5和X3接線排后與控制器輸入端口X3、X4連接。控制器接收開關(guān)輸入信號(hào)，并依據(jù)信號(hào)發(fā)出相應(yīng)的輸出信號(hào)，控制壓力開關(guān)通斷的時(shí)間間隔和通斷條件。

氣缸控制電路簡(jiǎn)述：電磁閥DCF1和電磁閥DCF2分別控制氣缸的左右進(jìn)氣口的氣路，J1的常開觸點(diǎn)與DCF2的線圈串聯(lián)，J2的常開觸點(diǎn)與DCF2的線圈串聯(lián)。

計(jì)數(shù)器電路簡(jiǎn)述：計(jì)數(shù)器JS1-JS6的供電端口分別串聯(lián)K11-K16后接入AC220V，脈沖采集端口分別與X5接線排的17-28號(hào)端口連接。計(jì)數(shù)器采集壓力開關(guān)累計(jì)通斷次數(shù)。

壓力開關(guān)連接電路簡(jiǎn)述：壓力開關(guān)分別與電阻R1-R6串聯(lián)后接入穩(wěn)壓電源的直流輸出端口。穩(wěn)壓電源和大功率電阻為壓力開關(guān)提供所需的負(fù)載電路。

電路工作原理簡(jiǎn)述：TPC8-8控制器輸入端口X1（程序運(yùn)行開關(guān)K1）或X3（KK1）有效時(shí)，輸出端口Y2工作，中間繼電器J1線圈接通，J1常開端口閉合電磁閥工作，驅(qū)動(dòng)氣缸動(dòng)作，氣缸動(dòng)作后通過機(jī)械連接推動(dòng)壓力開關(guān)接通。

氣缸到位置1后KK2接通，端口X4有效，輸出端口Y3工作，中間繼電器J2線圈接通，J2常開端口閉合DCF2工作，驅(qū)動(dòng)氣缸動(dòng)作；氣缸動(dòng)作后通過機(jī)械連接推動(dòng)壓力開關(guān)斷開；氣缸到位置2后KK1接通，氣缸循環(huán)工作，推動(dòng)壓力開關(guān)循環(huán)接通斷開。需停止工作時(shí)，接通停止開關(guān)K2控制器停止工作。此過程中控制器接收接近開關(guān)輸入信號(hào)，并依據(jù)信號(hào)發(fā)出相應(yīng)的輸出信號(hào)，控制壓力開關(guān)通斷的時(shí)間間隔。

3 結(jié)語(yǔ)

本測(cè)試系統(tǒng)在功能驗(yàn)證過程中使用情況良好，可同時(shí)安裝多種不同的試件且互不影響，有效地提高了試驗(yàn)效率。而且試驗(yàn)臺(tái)功能性更強(qiáng)，試驗(yàn)布置合理并且簡(jiǎn)潔美觀，節(jié)省空間，節(jié)約人力，減少資源浪費(fèi)。

[1] 雷雨田,高瑞娟.試驗(yàn)用某型混動(dòng)變速器換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].汽車實(shí)用技術(shù),2016,10.

[2] 馬建偉.深水鉆井隔水管垂直系統(tǒng)原理與實(shí)驗(yàn)裝置研究[D].燕山:燕山大學(xué)2018,05.

Pressure Switch Fatigue Life Testing System

Guan Bo

( Shaanxi FastGroup AutoDrive Group co., ltd. The Test Center, Shaanxi Xi'an 710077）

During the fatigue life test of the conventional transmission neutral and reverse pressure switch control blocks and corresponding pressure switches, the pressure switch can only be installed on the transmission assembly and carried out on the transmission assembly test bench. This method has a long test cycle, Low efficiency, and occupy a lot of test resources, making the design improvement and verification progress slower, and the test cost is higher. This test system has designed a control system for testing the pressure switch control block and the life of the pressure switch. It has the characteristics of simple structure, convenient test operation, high test efficiency and good economic performance. It is especially suitable for verifying the new material pressure switch control block and new Improve the fatigue life of the pressure switch.

Transmission; Pressure switch; Fatigue life test

A

1671-7988(2020)24-53-03

U463.212

A

1671-7988(2020)24-53-03

關(guān)波（1982.01-），男，工學(xué)學(xué)士，工程師，就職于陜西法士特汽車傳動(dòng)集團(tuán)有限責(zé)任公司實(shí)驗(yàn)中心，主要從事電氣測(cè)試技術(shù)工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.018

CLC NO.: U463.212