壓力開(kāi)關(guān)頂桿釋放時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王昱，雷雨田

（陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司，陜西 西安 710077）

壓力開(kāi)關(guān)頂桿釋放時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王昱，雷雨田

（陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司，陜西 西安 710077）

依據(jù)《壓力開(kāi)關(guān)技術(shù)規(guī)范》中對(duì)壓力開(kāi)關(guān)耐低溫性能的測(cè)試要求，結(jié)合變速器壓力開(kāi)關(guān)的工作原理，采用氣動(dòng)電磁閥設(shè)計(jì)并搭建了相應(yīng)測(cè)試電路，最后進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，該系統(tǒng)完全能夠滿足測(cè)試需求。

壓力開(kāi)關(guān)；低溫試驗(yàn)；頂桿釋放時(shí)間；測(cè)試系統(tǒng)

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.11.041

CLC NO.: U463.66 Document Code: A Article ID: 1671-7988（2016）11-111-03

引言

變速器常用的壓力開(kāi)關(guān)大致分為三類(lèi)，空擋開(kāi)關(guān)、倒擋開(kāi)關(guān)以及高低擋開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)動(dòng)作原理是，在一定外力的作用下，頂桿被推動(dòng)作直線運(yùn)動(dòng)，從而使得開(kāi)關(guān)內(nèi)的觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)。當(dāng)外部作用力消失后，彈簧自動(dòng)復(fù)位，觸點(diǎn)回到初始狀態(tài)。根據(jù)功能不同，壓力開(kāi)關(guān)又有常開(kāi)、常閉之分。

壓力開(kāi)關(guān)耐低溫性能測(cè)試是壓力開(kāi)關(guān)試驗(yàn)中必不可少的一項(xiàng)測(cè)試，低溫環(huán)境會(huì)對(duì)壓力開(kāi)關(guān)的頂桿自由釋放造成影響，因此正確合理的測(cè)試壓力開(kāi)關(guān)低溫環(huán)境下的頂桿釋放時(shí)間顯得尤為重要。

1、電磁閥原理介紹

電磁閥是氣動(dòng)控制單元中的重要組成部分，種類(lèi)眾多，結(jié)構(gòu)各異，原理大體一致，即電磁閥通電后，閥芯（動(dòng)鐵芯）受到的電磁吸力與閥芯復(fù)位力（氣復(fù)位力或彈簧復(fù)位力）的相互作用，引起閥芯的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)流體介質(zhì)流動(dòng)方向的改變。按動(dòng)作方式，分為先導(dǎo)式和直動(dòng)式；按閥芯結(jié)構(gòu)，分為滑柱式座閥式以及滑柱座閥式；按密封方式，分為間隙密封和彈性密封等。

本測(cè)試系統(tǒng)采用氣動(dòng)直動(dòng)型電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)通斷切換。通過(guò)作用在閥芯上的電磁力克服氣復(fù)位力，推動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)電磁閥的換向動(dòng)作。

2、測(cè)試系統(tǒng)分析

以常開(kāi)型壓力開(kāi)關(guān)為例，采用直流電源、大功率電阻、手動(dòng)開(kāi)關(guān)、繼電器、兩位五通電磁閥、數(shù)采（或示波器）示波器、氣缸等搭建測(cè)試電路和氣路如圖1、圖2所示：

圖1　壓力開(kāi)關(guān)測(cè)試電路

圖2　頂桿壓縮氣路圖

2.1初始時(shí)間（定義為T(mén)0）

斷開(kāi)手動(dòng)開(kāi)關(guān)K，繼電器線圈不得電，繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi)，電磁閥線圈不得電，電磁閥處于自由狀態(tài)，壓縮空氣從P口通向B口，氣缸活塞左移，壓力開(kāi)關(guān)頂桿被壓縮至終點(diǎn)位置。如圖2所示：

壓力開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)U1=0V，U2=VCC。

2.2測(cè)試時(shí)間（定義為T(mén)1）

閉合手動(dòng)開(kāi)關(guān)K，繼電器線圈得電，繼電器觸點(diǎn)閉合，電磁閥線圈得電，電磁閥處于吸合狀態(tài)，壓縮空氣從P口通向A口，氣缸活塞右移，壓力開(kāi)關(guān)頂桿被釋放，但由于低溫環(huán)境等因素的影響，沒(méi)有完全釋放，如圖3所示：

圖3　頂桿未完全釋放釋放氣路圖

壓力開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)U1=0V，U2=0V。

2.3測(cè)試時(shí)間（定義為T(mén)2）

壓力開(kāi)關(guān)頂桿完全釋放。如圖4所示：

圖4　頂桿完全釋放氣路圖

壓力開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)U1=VCC，U2=0V；

2.4壓力開(kāi)關(guān)頂桿釋放時(shí)間（定義為△T）

在測(cè)試過(guò)程中U1和U2，隨時(shí)間的變化如下圖所示。壓力開(kāi)關(guān)頂桿釋放時(shí)間△T=T2-T1。如圖5所示：

圖5　壓力開(kāi)關(guān)頂桿釋放過(guò)程圖

3、測(cè)試驗(yàn)證

圖7　壓力開(kāi)關(guān)2頂桿釋放過(guò)程

圖8　壓力開(kāi)關(guān)3頂桿釋放過(guò)程

選用規(guī)格型號(hào)為0069GS的3支壓力開(kāi)關(guān)進(jìn)行頂桿釋放時(shí)間檢測(cè)（檢測(cè)儀器選用型號(hào)為DEWE-2521，編號(hào)為571-197的車(chē)載測(cè)試儀），測(cè)試結(jié)果如下圖6、7、8所示。

4、小結(jié)

本測(cè)試電路，可以完成壓力開(kāi)關(guān)的頂桿釋放時(shí)間的測(cè)試。但此測(cè)試結(jié)果△T存在系統(tǒng)誤差（查閱資料，估算該系統(tǒng)誤差小于30 ms），其中包含了電磁閥動(dòng)作時(shí)間、氣缸動(dòng)作時(shí)間（壓力開(kāi)關(guān)頂桿長(zhǎng)度約為4～5mm）、氣流傳遞時(shí)間等。

依據(jù)S67010-2013《壓力開(kāi)關(guān)技術(shù)規(guī)范》中 3.5耐低溫性能要求“壓力開(kāi)關(guān)頂桿全行程工作并固定在-40℃下放置12小時(shí)后，頂桿釋放時(shí)要求返回時(shí)間在1秒鐘以內(nèi)”，該測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差可忽略不計(jì)。

[1]田虎，S67010-2013壓力開(kāi)關(guān)技術(shù)規(guī)范. 陜西法士特汽車(chē)傳動(dòng)工程研究院科技知識(shí)管理處，2013.

[2]王明. 電磁閥響應(yīng)時(shí)間對(duì)液壓管路的影響研究.企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2014（3）.

[3]江澎，雷曉峰，李彥卿，仝繼鋼，王抓. 一種提高電磁閥響應(yīng)時(shí)問(wèn)的改進(jìn)設(shè)計(jì).電氣開(kāi)關(guān)，2015（2）.

[4]張 輝，汽車(chē)同步器試驗(yàn)臺(tái)氣動(dòng)伺服換檔機(jī)械手的研究. 哈爾濱工業(yè)大學(xué).2007（7）.

[5]馮夢(mèng)麗，喬磊 變速器空擋開(kāi)關(guān)故障與改進(jìn).汽車(chē)與配件.2012 (39).

[6]董彩鳳.氣動(dòng)電磁閥動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)研究. 浙江大學(xué).2013(3).

The Design of Testing System about Mandrel Emancipation Time on Pressure Switch

Wang Yu, Lei Yutian
（Shaanxi Fast Gear Co. Ltd, Shaanxi Xi’an 710119）

Based on The Technical Specification of the Pressure Switch, the requirement of testing in low temperature had been known. Connected to the working principle of pressure switch in gearbox, the testing circuit had been designed and set up by using pneumatic solenoid value. Finally, the system had been verified by testing. The results showed that, it can meet the test requirement completely.

Pressure Switch; low temperature testing; Mandrel emancipation time; Testing system

U463.66 文獻(xiàn)表示碼：A

1671-7988（2016）11-111-03

王昱（1990-），男，汽車(chē)電子測(cè)試工程師，就職于陜西法士特汽車(chē)傳動(dòng)研究院，主要從事汽車(chē)變速箱可靠性試驗(yàn)等相關(guān)工作。