【分享】汽车空调零部件交变压力试验机技术介绍

walterbai

2008/06/15

私聊

试验机/硬度计

汽车空调零部件交变压力试验机技术介绍

关键词：汽车空调零部件，交变压力，正弦波、三角波、方波，高频响应，试件中介质流动，精确介质温度控制，高低温液压控制系统，液压伺服控制系统，隔离油缸，试件微小破损检测，破裂保护

1 概述
交变压力试验是耐压零部件寿命试验的普遍使用方法，对汽车零部件特别重要。汽车零部件的交变压力试验由来已久，碍于试验设备的条件，国内汽车零部件生产厂家以往的交变压力试验比较简单，没有严格的波形和温度控制。随着汽车行业与国际接轨，国内汽车零部件厂商进入全球采购供应商行列，用国际上通用的试验标准进行汽车零部件交变压力试验势在必行，严格的试验波形和温度控制对交变压力试验设备提出了苛刻的要求。

交变压力试验机主要用于汽车零部件交变压力脉动疲劳试验。为伺服控制型和介质流动型的结合产品。试验机具有良好的频响特性，能产生各种高精度交变压力波形；能控制试验介质流动，实现环境温度与介质温度独立控制。

该交变压力试验机适用于汽车空调系统用液气分离器，储液干燥器，制冷管，蒸发器，冷凝器及类似产品。

2 新型汽车空调零部件交变压力试验机的技术难点：
2.1 试验标准提出了更高波形要求
国际上通用的试验标准对汽车空调零部件交变压力试验的波形要求更加严格，（1）试验机应同时具备多种可供选择的试验波形（正弦波、三角波、方波等），（2）具有更宽的交变频率范围，（3）波形质量受严格的误差带限制，特别是三角波和方波工况，系统必须具有很高的频率响应。通常采用液压伺服控制系统才能达到要求的波形精度。

2.2 试验标准对试验介质温度控制更加严格
在过去的交变压力试验中，被试件内的介质是封闭的，这势必导致被试件内介质温度随着时间增加与环境温度趋于一致。而国际上通用的试验标准要求被试件内外温度独立控制，

最有效的方法是使被试件内的介质流动起来。

传统的油缸泵压方法能快速建立压力，但无法实现介质的流动，需要设计一套液压控制系统，并与油缸泵压方法有机的组合起来，才能实现介质流动工况下，交变压力波形的精确

控制。

2.3 高低温液压控制系统
汽车空调零部件交变压力试验介质温度范围很广，通常可达-40—150℃，交变压力试验机采用的液压控制系统一定是特殊的高低温液压系统，需要通过研制一系列特殊的液压元件和系统才能实现。

2.4 需要极高的可靠性
汽车空调零部件交变压力试验机本身是用于考核汽车零部件寿命的，每一项试验需要经历几拾小时至上百小时的连续运转，所以试验机需要很高的可靠性和自动化程度，才能保持设备的完好率，才能满足交变压力试验无人值班的要求。

交变压力试验机研制必须进行可靠性分析和设计，长期可靠运行的结果证明，本公司研制的汽车空调零部件交变压力试验机的可靠性设计是成功的。

3 设计准则：
本公司研制的汽车空调零部件交变压力试验机的设计遵循了下列准则：

a. 试验台设计实施相关的国家标准和行业标准，按标准进行规范化设计；

b. 试验台设计综合运用简化、统一、协调、优选等标准化基本原理，贯彻通用化、系列化、组合化要求，积极采用成熟技术，努力提高设计的标准化程度；

c. 追求高自动化程度和高可靠性，尽可能实现试验全过程计算机控制和监控，减少人工调节环节，设计全面提升可靠性要求，考虑各类事故保护停机和报警，做到无人值班，少人值守；

d. 追求高品质静、动态特性，保持设备长期技术领先，提高用户企业的产品参与国际竞争的能力；

e. 追求高的性能价格比，优化设计降低成本，在满足系统性能和可靠性前提下，尽可能选用国内优质产品，对进口件选用遵循合理、必要、经济原则；

f. 设计充分考虑试验室管理要求，合理配置；注意环保、节能；考虑仪器仪表计量标定方便；尽可能选用国内外知名公司产品，减少元器件品种规格，保证元器件良好售后服务和备件货源充足；

g. 充分考虑操作、维护方便，提高试验效率。设备应美观大方，具有时代气息。

4 本公司研制的汽车空调零部件交变压力试验机方案简介
4.1 主要功能：
a. 交变波形多样化：正弦波，三角波，矩形波和任意波；

b. 试件介质循环流动设计；

c. 试件环境温度和介质温度独立控制；

d. 交变频率可低至直流输出；

e. 实现计算机控制、采样、数据处理、记录和打印，具有试验报告自动生成功能；

f. 实现计算机监控、报警保护功能（包括特别设计的试件微小破损检测和破裂保护）；

g. 智能化PID调节；具备温度、压力传感器计量校验程序；

h. 简便、直观的操作界面；操作维护方便，元件采用国际标准，备件货源充足。

4.2 主要技术参数和性能指标
a. 试验介质工作压力范围：0—4.5MPa，可设置，误差±1.5%；

b. 交变频率：0—200CPM，可设置，误差±1次；

（扩展设计可达更宽的频率范围）

c. 试件介质温度：室温—120℃，可设置，误差±1℃；

（扩展设计可达更宽的介质温度范围，包括低温）

d. 试件环境温度：室温—150℃，可设置，误差±3℃；

（扩展设计可达更宽的介质温度范围，包括低温）

e. 恒温环境箱腔体容积：1000×1800×1100；

f. 同时试验件数：6件；

g. 试验波形：正弦波、三角波、矩形波和任意波，矩形波的上升沿时间不大于0.05秒。

h. 试验介质：合成液压油。

（扩展设计可使用制动器油，乙二醇等为试验介质）

4.3 交变压力试验机原理简介
试验机由供压系统、恒温环境箱和计算机控制系统组成。

被试零部件安装在恒温环境箱内，供压系统在环境箱外通过管路向被试件加压，供压系统的介质温度受控，根据试验要求调节，系统有加温和冷却装置。

供压系统由一套高温动力油源供油，动力油源采用高温齿轮泵，由调压阀稳定供油压力，动力油源的输出流量既用于提供通过被试件的试验流量，又能辅助被试件压力快速上升。

供压系统通过隔离油缸向被试件提供规定温度和交变压力的介质，利用隔离油缸容腔快速泵出的介质，能产生瞬间大流量。隔离油缸为特殊设计的液压油缸，油缸活塞杆设计成配压阀结构，通过配压阀输出的压力与隔离油缸活塞杆的位置成比例关系，隔离油缸工作时，既有泵压作用，又有压力输出阀功能。当隔离油缸快速运动时，瞬间大流量能控制被试件压力快速上升或下降，当隔离油缸停在某个位置时，能控制被试件压力恒定在设定值（所以试验机交变频率可以低至直流输出）。

驱动隔离油缸运动的是一套液压伺服控制系统，系统的输入是试验要求的压力波形信号，系统的输出是驱动隔离油缸的推力，系统的反馈是被试件的试验压力，所以最终控制的就是被试件的试验压力。

液压伺服控制系统由常温油源供油，常温油源为高压油源系统，工作压力为21Mpa，常温油源同时提供高温动力油源和事故处理操作的控制用油。

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