汽車(chē)舉升閥試驗(yàn)臺(tái)的研制

王 佩，黃新輝，黃志堅(jiān)

（1.廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，廣東廣州 510006；2.深圳市雷諾智能技術(shù)有限公司，廣東深圳 518000）

目前，自卸車(chē)傾斜系統(tǒng)出現(xiàn)的很多故障都和舉升閥有著密切的關(guān)系，其質(zhì)量、性能的好壞直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。因此對(duì)舉升閥的性能進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)非常必要[1]。

本文以某公司生產(chǎn)的汽車(chē)舉升閥為例，分析其結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)，以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的出廠試驗(yàn)和型式試驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和搭建了舉升閥的液壓試驗(yàn)臺(tái)，并完成了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明舉升閥試驗(yàn)臺(tái)有著很好的穩(wěn)定性及其準(zhǔn)確性。

1 汽車(chē)舉升閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

某公司生產(chǎn)的型號(hào)HXF-33QE20LSY-4全系統(tǒng)保護(hù)氣控?fù)Q向舉升閥是自卸汽車(chē)起舉升作用的控制閥。該閥的特點(diǎn)是具有全系統(tǒng)保護(hù)功能。液壓缸及其液壓泵獨(dú)立安全溢流功能，回油口可直接與油箱回油口安裝在一起。該閥可以配合前頂油箱，慢降組合控制氣閥，限位氣閥具有慢降功能。也可以和前頂油箱，比例控制氣閥，限位氣閥使車(chē)廂下降速度可任意調(diào)節(jié)，是前頂氏自卸汽車(chē)合理的配置。

此舉升閥基本性能參數(shù)為：

（1）型號(hào)：HXF-33QE20LSY-4氣孔換向舉升閥；

（2）額定壓力：16 MPa，溢流閥開(kāi)啟壓力25 MPa；

（3）額定通徑：20 mm；

（4）額定流量：100 L/min；

（5）控制氣壓：0.6～1.0 MPa；

（6）工作溫度：-20℃～80℃；

（7）符合QC/T461-1999自卸汽車(chē)換向閥技術(shù)條件。

圖1為此閥的結(jié)構(gòu)及其工作原理。

2 汽車(chē)舉升閥實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)

圖2為所設(shè)計(jì)的舉升閥試驗(yàn)臺(tái)原理圖，它由動(dòng)力單元、控制單元、P/A油口加載單元、過(guò)濾溫控單元和先導(dǎo)控制單元組成[2-3]。

圖1 舉升閥結(jié)構(gòu)及原理

圖2 舉升閥試驗(yàn)臺(tái)液壓原理簡(jiǎn)圖

動(dòng)力單元由油箱2、變量泵電機(jī)1-4、定量泵電機(jī)組1-1組成，為被試閥提供液壓動(dòng)力源。當(dāng)1-1臺(tái)泵電機(jī)啟動(dòng)時(shí)可提供被試閥公稱(chēng)流量，而小排量變量泵電機(jī)1-4單獨(dú)啟動(dòng)可提供被試閥耐壓試驗(yàn)時(shí)高壓小流量。

先導(dǎo)控制單元由比例溢流閥2-4、電磁球閥8-1和泵組成，向舉升閥提供換向控制油源。在進(jìn)行瞬態(tài)試驗(yàn)時(shí)提供液控單向閥9的開(kāi)啟壓力。

過(guò)濾溫控系統(tǒng)26中泵電機(jī)組從油箱吸人油液后，液壓油經(jīng)板式散熱器、加熱器和過(guò)濾器，根據(jù)被試閥進(jìn)油口試驗(yàn)溫度，數(shù)字控溫儀通過(guò)控制散熱器和加熱器的工作和系統(tǒng)控制單元采用比例溢流閥可進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)壓，操作方便，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力的精確遞增，采用的電位器對(duì)溢流閥進(jìn)行控制。

圖3所示為搭建的舉升閥試驗(yàn)臺(tái)。由圖3可知此試驗(yàn)臺(tái)的硬件部分主要由電機(jī)泵組、控制柜、操作臺(tái)、變頻器柜、油箱等組成。

3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及其步驟

先做實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前的準(zhǔn)備工作，將舉升閥三個(gè)閥口安裝接頭或者法蘭，同時(shí)將其固定在這實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)工裝上，用管路連接進(jìn)油口P，A以及回油口T。以控制換向閥換向頻率最小和電機(jī)泵組啟停最小為準(zhǔn)則，舉升閥實(shí)驗(yàn)流程如圖4，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程是循序漸進(jìn)的。

按照舉升閥的實(shí)驗(yàn)流程圖，基本介紹了實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容，如表1所示[4]。

4 計(jì)算機(jī)采集界面設(shè)計(jì)

圖3 舉升閥試驗(yàn)臺(tái)1

圖4 舉升閥實(shí)驗(yàn)基本流程圖

VC++是 Microsoft公司推出的開(kāi)發(fā)Win32環(huán)境程序，面向?qū)ο蟮目梢暬删幊滔到y(tǒng)。它不但具有程序框架自動(dòng)生成、靈活方便的類(lèi)管理、代碼編寫(xiě)和界面設(shè)計(jì)集成交互操作、可開(kāi)發(fā)多種程序等優(yōu)點(diǎn)，而且通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置就可使其生成的程序框架支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)接口、OLE2，WinSock網(wǎng)絡(luò)、3D控制界面。

它以擁有“語(yǔ)法高亮”，IntelliSense（自動(dòng)完成功能）以及高級(jí)除錯(cuò)功能而著稱(chēng)。比如，它允許用戶(hù)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試，單步執(zhí)行等。還有允許用戶(hù)在調(diào)試期間重新編譯被修改的代碼，而不必重新啟動(dòng)正在調(diào)試的程序。其編譯及建置系統(tǒng)以預(yù)編譯頭文件、最小重建功能及累加連結(jié)著稱(chēng)。這些特征明顯縮短程式編輯、編譯及連結(jié)的時(shí)間花費(fèi)，在大型軟件計(jì)劃上尤其顯著[5]。

表1 舉升閥實(shí)驗(yàn)基本過(guò)程

舉升閥試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試軟件界面友好，每實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)，在Windows環(huán)境下，點(diǎn)擊“舉升閥試驗(yàn)臺(tái)”圖標(biāo)，即會(huì)出現(xiàn)如圖5的登錄測(cè)試界面。測(cè)試軟件同時(shí)具有參數(shù)的選擇設(shè)定，數(shù)據(jù)的分析管理，試驗(yàn)項(xiàng)目和流程選擇等功能。

點(diǎn)擊桌面上的舉升閥試驗(yàn)臺(tái)，即出現(xiàn)圖5的登錄界面，賬號(hào)密碼均可設(shè)置。

圖5 舉升閥試驗(yàn)臺(tái)登錄界面

圖6為舉升閥試驗(yàn)臺(tái)的主測(cè)試界面，在此界面中，可以選擇要測(cè)試的各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，且可以對(duì)產(chǎn)品名稱(chēng)、型號(hào)以及序列號(hào)進(jìn)行設(shè)置，便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和管理。

圖6 舉升閥試驗(yàn)臺(tái)主操作界面

5 測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果分析

將上述試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果用深圳雷諾智能的HTDAD數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如圖7所示。

（1）啟閉特性：當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行一段時(shí)間后，調(diào)節(jié)溢流閥2-1，使系統(tǒng)的壓力逐漸升高，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到所設(shè)定被試溢流閥所設(shè)定的開(kāi)啟壓力，開(kāi)始溢流。

圖7 測(cè)試曲線圖

（2）壓力穩(wěn)定性：在規(guī)定的調(diào)壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓力能平穩(wěn)的上升或下降，并且壓力無(wú)突跳或遲滯現(xiàn)象，在某一定壓力值下工作時(shí)無(wú)尖峰和噪聲，而且壓力波動(dòng)范圍小。

（3）通過(guò)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)曲線1的壓力增加到25 MPa時(shí)，曲線二的流量開(kāi)始有顯示，表明隨后把壓力調(diào)下去小于25 MPa時(shí)流量又消失了，安全閥不溢流了，由此可以判斷該安全溢流閥的開(kāi)啟壓力即為250 bar（25 MPa），該被試閥的開(kāi)啟壓力符合出廠生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)測(cè)試，本液壓試驗(yàn)臺(tái)是一種效率高、質(zhì)量好、成本低的試驗(yàn)臺(tái)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單有較大經(jīng)濟(jì)效益，操作和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用到各個(gè)型號(hào)的舉升閥中[6]。

［1］尹軍明，彭華東.自卸車(chē)自動(dòng)舉升故障現(xiàn)象剖析［J］.重慶重汽科技，2005（1）：2-4.

［2］王福山，陳建長(zhǎng)，萬(wàn)箭波，等.液壓多路換向閥試驗(yàn)臺(tái)研制［J］.工程機(jī)械，2006（12）：42-47．

［3］于今，蒲亨林.輕軌轉(zhuǎn)向架分離設(shè)備液壓升降平臺(tái)的改進(jìn)［J］.機(jī)電工程，2012（8）：920-922.

［4］JBT 8729.2-1998.液壓多路換向閥試驗(yàn)方法［S］.

［5］徐曉剛，高兆法，王秀娟.Visual C++6.0入門(mén)與提高［M］.北京：清華大學(xué)出版社，1999.

［6］張暉.平頭自卸汽車(chē)電控氣動(dòng)舉升操縱閥的研制［J］.汽車(chē)技術(shù)，2002（4）：41-42.