汽車空調零部件交變壓力試驗機技術介紹

關鍵詞：汽車空調零部件，交變壓力，正弦波、三角波、方波，高頻響應，試件中介質流動，介質溫度控制，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，國內汽車零部件生產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流動型的結合產品。試驗機具有良好的頻響特性，能產生各種高精度交變壓力波形；能控制試驗介質流動，實現(xiàn)環(huán)境溫度與介質溫度獨立控制。

該交變壓力試驗機適用于汽車空調系統(tǒng)用液氣分離器，儲液干燥器，制冷管，蒸發(fā)器，冷凝器及類似產品。

2 新型汽車空調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溫度控制更加嚴格
在過去的交變壓力試驗中，被試件內的介質是封閉的，這勢必導致被試件內介質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外溫度獨立控制，

zui有效的方法是使被試件內的介質流動起來。

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)
汽車空調零部件交變壓力試驗介質溫度范圍很廣，通常可達-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，每一項試驗需要經歷幾拾小時至上百小時的連續(xù)運轉，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，長期可靠運行的結果證明，本公司研制的汽車空調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、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. 追求高品質靜、動態(tài)特性，保持設備長期技術，提高用戶企業(yè)的產品參與競爭的能力；

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，盡可能選用國內產品，對進口件選用遵循合理、必要、經濟原則；

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；盡可能選用國內外公司產品，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. 試件介質循環(huán)流動設計；

c. 試件環(huán)境溫度和介質溫度獨立控制；

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. 試件介質溫度：室溫—120℃，可設置，誤差±1℃；

（擴展設計可達更寬的介質溫度范圍，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：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）

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，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)的介質溫度受控，根據(jù)試驗要求調節(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，利用隔離油缸容腔快速泵出的介質，能產生瞬間大流量。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。