汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗機技術介紹

關鍵詞：汽車空調(diào)零部件，交變壓力，正弦波、三角波、方波，高頻響應，試件中介質(zhì)流動，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，破裂保護

1 概述
交變壓力試驗是耐壓零部件壽命試驗的普遍使用方法，對汽車零部件特別重要。汽車零部件的交變壓力試驗由來已久，礙于試驗設備的條件，國內(nèi)汽車零部件生產(chǎn)廠家以往的交變壓力試驗比較簡單，沒有嚴格的波形和溫度控制。隨著汽車行業(yè)與接軌，國內(nèi)汽車零部件廠商進入采購供應商行列，用上通用的試驗標準進行汽車零部件交變壓力試驗勢在必行，嚴格的試驗波形和溫度控制對交變壓力試驗設備提出了苛刻的要求。

交變壓力試驗機主要用于汽車零部件交變壓力脈動疲勞試驗。為伺服控制型和介質(zhì)流動型的結(jié)合產(chǎn)品。試驗機具有良好的頻響特性，能產(chǎn)生各種高精度交變壓力波形；能控制試驗介質(zhì)流動，實現(xiàn)環(huán)境溫度與介質(zhì)溫度獨立控制。

該交變壓力試驗機適用于汽車空調(diào)系統(tǒng)用液氣分離器，儲液干燥器，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機的技術難點：
2.1 試驗標準提出了更高波形要求
上通用的試驗標準對汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗的波形要求更加嚴格，（1）試驗機應同時具備多種可供選擇的試驗波形（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。通常采用液壓伺服控制系統(tǒng)才能達到要求的波形精度。

2.2 試驗標準對試驗介質(zhì)溫度控制更加嚴格
在過去的交變壓力試驗中，被試件內(nèi)的介質(zhì)是封閉的，這勢必導致被試件內(nèi)介質(zhì)溫度隨著時間增加與環(huán)境溫度趨于一致。而上通用的試驗標準要求被試件內(nèi)外溫度獨立控制，

zui有效的方法是使被試件內(nèi)的介質(zhì)流動起來。

傳統(tǒng)的油缸泵壓方法能快速建立壓力，但無法實現(xiàn)介質(zhì)的流動，需要設計一套液壓控制系統(tǒng)，并與油缸泵壓方法有機的組合起來，才能實現(xiàn)介質(zhì)流動工況下，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介質(zhì)溫度范圍很廣，通?？蛇_-40—150℃，交變壓力試驗機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)才能實現(xiàn)。

2.4 需要*的可靠性
汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗機本身是用于考核汽車零部件壽命的，每一項試驗需要經(jīng)歷幾拾小時至上百小時的連續(xù)運轉(zhuǎn)，所以試驗機需要很高的可靠性和自動化程度，才能保持設備的完好率，才能滿足交變壓力試驗無人值班的要求。

交變壓力試驗機研制必須進行可靠性分析和設計，長期可靠運行的結(jié)果證明，本公司研制的汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗機的可靠性設計是成功的。

3 設計準則：
本公司研制的汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗機的設計遵循了下列準則：

a. 試驗臺設計實施相關的國家標準和行業(yè)標準，按標準進行規(guī)范化設計；

b. 試驗臺設計綜合運用簡化、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、優(yōu)選等標準化基本原理，貫徹通用化、系列化、組合化要求，積極采用成熟技術，努力提高設計的標準化程度；

c. 追求高自動化程度和高可靠性，盡可能實現(xiàn)試驗全過程計算機控制和監(jiān)控，減少人工調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，設計全面提升可靠性要求，考慮各類事故保護停機和報警，做到無人值班，少人值守；

d. 追求高品質(zhì)靜、動態(tài)特性，保持設備長期技術，提高用戶企業(yè)的產(chǎn)品參與競爭的能力；

e. 追求高的性能價格比，優(yōu)化設計降低成本，在滿足系統(tǒng)性能和可靠性前提下，盡可能選用國內(nèi)產(chǎn)品，對進口件選用遵循合理、必要、經(jīng)濟原則；

f. 設計充分考慮試驗室管理要求，合理配置；注意環(huán)保、節(jié)能；考慮儀器儀表計量標定方便；盡可能選用國內(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和備件貨源充足；

g. 充分考慮操作、維護方便，提高試驗效率。設備應美觀大方，具有時代氣息。

4 本公司研制的汽車空調(diào)零部件交變壓力試驗機方案簡介
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)流動設計；

c. 試件環(huán)境溫度和介質(zhì)溫度獨立控制；

d. 交變頻率可低至直流輸出；

e. 實現(xiàn)計算機控制、采樣、數(shù)據(jù)處理、記錄和打印，具有試驗報告自動生成功能；

f. 實現(xiàn)計算機監(jiān)控、報警保護功能（包括特別設計的試件微小破損檢測和破裂保護）；

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

h. 簡便、直觀的操作界面；操作維護方便，元件采用標準，備件貨源充足。

4.2 主要技術參數(shù)和性能指標
a. 試驗介質(zhì)工作壓力范圍：0—4.5MPa，可設置，誤差±1.5%；

b. 交變頻率：0—200CPM，可設置，誤差±1次；

（擴展設計可達更寬的頻率范圍）

c. 試件介質(zhì)溫度：室溫—120℃，可設置，誤差±1℃；

（擴展設計可達更寬的介質(zhì)溫度范圍，包括低溫）

d. 試件環(huán)境溫度：室溫—150℃，可設置，誤差±3℃；

（擴展設計可達更寬的介質(zhì)溫度范圍，包括低溫）

e. 恒溫環(huán)境箱腔體容積：1000×1800×1100；

f. 同時試驗件數(shù)：6件；

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

h. 試驗介質(zhì)：合成液壓油。

（擴展設計可使用制動器油，乙二醇等為試驗介質(zhì)）

4.3 交變壓力試驗機原理簡介
試驗機由供壓系統(tǒng)、恒溫環(huán)境箱和計算機控制系統(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)由一套高溫動力油源供油，動力油源采用高溫齒輪泵，由調(diào)壓閥穩(wěn)定供油壓力，動力油源的輸出流量既用于提供通過被試件的試驗流量，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。隔離油缸為特殊設計的液壓油缸，油缸活塞桿設計成配壓閥結(jié)構，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系，隔離油缸工作時，既有泵壓作用，又有壓力輸出閥功能。當隔離油缸快速運動時，瞬間大流量能控制被試件壓力快速上升或下降，當隔離油缸停在某個位置時，能控制被試件壓力恒定在設定值（所以試驗機交變頻率可以低至直流輸出）。

驅(qū)動隔離油缸運動的是一套液壓伺服控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的輸入是試驗要求的壓力波形信號，系統(tǒng)的輸出是驅(qū)動隔離油缸的推力，系統(tǒng)的反饋是被試件的試驗壓力，所以zui終控制的就是被試件的試驗壓力。

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，常溫油源同時提供高溫動力油源和事故處理操作的控制用油。