一種壓力開關疲勞壽命測試系統

關波

一種壓力開關疲勞壽命測試系統

關波

（陜西法士特汽車傳動集團有限責任公司 實驗中心，陜西 西安 710077）

傳統的變速器空擋和倒擋壓力開關控制塊及對應壓力開關在進行疲勞壽命試驗時，只能將壓力開關安裝在變速器總成上并在變速器總成試驗臺架上進行，這種方式試驗周期長、效率低、且占用大量試驗資源，使得設計改進驗證進度較慢、且試驗成本較高。本測試系統設計了一種測試壓力開關控制塊及壓力開關壽命的控制系統，它具有結構簡單，試驗操作方便，試驗效率高，經濟性能好等特點，特別適合驗證新材料壓力開關控制塊及新改進壓力開關的疲勞壽命。

變速器；壓力開關；疲勞壽命試驗

引言

在汽車的各類總成中，變速器是汽車傳動系統中最重要的總成之一。變速器的性能對整車性能有著非常重要的影響。變速器空擋及倒擋壓力開關是變速器重要零部件之一，是保證變速器及整車正常運轉的關鍵零部件，其可靠性和穩定性至關重要。本文設計了一種測試壓力開關控制塊及壓力開關壽命的控制系統，它具有結構簡單，試驗操作方便，試驗效率高等特點，不僅可以驗證新材料、新工藝壓力開關控制塊的耐磨性能，還可同時驗證與其相對應的壓力開關壽命。此系統成本低、可靠性高、可同時進行多個樣品測試，快速高效。

1 測試系統總體設計

系統主要由控制柜、高低溫箱、氣缸、試件適配器、支架等組成。試驗臺電氣部分集中安裝在控制柜內，將控制柜放置在高溫試驗箱左邊。試驗臺機械部分由兩部分組成，由于氣缸及其支架不經常操作而且屬于轉動件有一定的危險性，因此將其安裝在高溫試驗箱后面；油槽及其支架安裝在高溫試驗箱內，為試件提供高溫環境同時方便試驗人員拆裝和檢查試件。

2 壓力開關疲勞壽命測試系統方案

2.1 機械部分

主要由氣缸支架、油槽、油槽支架、傳動軸、壓力開關導塊、限位銷、油封等組成。通過安裝在傳動軸上的限位銷和傳動軸支架的位置限制氣缸的行程，從而滿足壓力開關設計的轉動角度要求。油槽內的傳動軸上安裝的壓力開關導塊是可更換的，為以后試驗臺的功能擴展提供方便，見圖1。

圖1 壓力開關疲勞壽命測試系統機械圖

2.2 電氣部分

主要部件為穩壓電源、大功率電阻、散熱風扇、高溫試驗箱、表格設定定時程序控制器、計數器、計數器開關、電磁閥等。穩壓電源和大功率電阻為壓力開關提供負載回路、高溫試驗箱提供溫度環境、表格設定定時程序控制器控制電磁閥通斷，從而驅動氣缸動作，完成壓力開關的周期通斷，見圖2，其中Z36-12（1～6）為直流穩壓電源，JS1～JS6為計數器，K11～K16為計數器開關，Q1為總電源空開，Q21～Q29為各支路空開，DP1、DP2為DC24V開關電源，TPC8-8為定時程序控制器，J1、J2為中間繼電器，X1～X5為接線端子。

圖2 控制系統總體布局圖

2.3 具體實現方式

本方案是一種測試壓力開關控制塊及壓力開關疲勞壽命的控制系統：直流穩壓電源可根據不同的試驗條件匹配對應的大功率電阻為試件提供合適的電源環境；計數器用來接收試驗中反饋的開關量信號記錄壽命試驗的次數，每個計數器可獨立工作；總電源空開和各支路空開用來保護控制系統，防止短路或過載引起元器件損壞。

TPC8-8定時程序控制器是該控制系統的核心控制單元：采用表格設置漢字顯示的方式代替繁瑣的編程工作，操作便捷、簡單實用、功能強，可以顯著降低應用過程的難度和開發周期。[1]具有8路輸入端和8路輸出端，其中8路輸入端可連接開關或傳感器，例如：啟動開關、停止開關、限位開關、安全開關、光電開關、接近開關等開關量輸入信號。8路輸出端可以分別驅動多路電磁閥、液壓閥、繼電器、接觸器、電磁鐵及電機等執行電器工作。輸出方式為NPN型晶體管集電極開路輸出，輸出有效為導通，輸出無效為開路。[2]

供電電路簡述：將AC220V接入X1接線排的1、2、3號端口，總空開Q1的輸入端與X1接線排的1、2、3號端口連接，輸出端和X2接線排的01—30號端口連接，高溫箱、穩壓電源（1-6）、直流電源DP1分別串聯空開后接入X2接線排；TPC8-8定時程序控制器供電端口與直流電源DP1的輸出端口連接。

控制回路電路簡述：TPC8-8定時程序控制器的輸入端X1-X8分別與X3接線排的18—33號端口連接，輸出端Y1-Y8分別與X3接線排的01—16號端口連接；繼電器J1、J2、啟動開關K1、停止開關K3分別通過X3接線排與控制器輸出端口Y2、Y3、輸入端口X1、X2連接，左接近開關KK1、右接近開關KK2通過X5和X3接線排后與控制器輸入端口X3、X4連接?？刂破鹘邮臻_關輸入信號，并依據信號發出相應的輸出信號，控制壓力開關通斷的時間間隔和通斷條件。

氣缸控制電路簡述：電磁閥DCF1和電磁閥DCF2分別控制氣缸的左右進氣口的氣路，J1的常開觸點與DCF2的線圈串聯，J2的常開觸點與DCF2的線圈串聯。

計數器電路簡述：計數器JS1-JS6的供電端口分別串聯K11-K16后接入AC220V，脈沖采集端口分別與X5接線排的17-28號端口連接。計數器采集壓力開關累計通斷次數。

壓力開關連接電路簡述：壓力開關分別與電阻R1-R6串聯后接入穩壓電源的直流輸出端口。穩壓電源和大功率電阻為壓力開關提供所需的負載電路。

電路工作原理簡述：TPC8-8控制器輸入端口X1（程序運行開關K1）或X3（KK1）有效時，輸出端口Y2工作，中間繼電器J1線圈接通，J1常開端口閉合電磁閥工作，驅動氣缸動作，氣缸動作后通過機械連接推動壓力開關接通。

氣缸到位置1后KK2接通，端口X4有效，輸出端口Y3工作，中間繼電器J2線圈接通，J2常開端口閉合DCF2工作，驅動氣缸動作；氣缸動作后通過機械連接推動壓力開關斷開；氣缸到位置2后KK1接通，氣缸循環工作，推動壓力開關循環接通斷開。需停止工作時，接通停止開關K2控制器停止工作。此過程中控制器接收接近開關輸入信號，并依據信號發出相應的輸出信號，控制壓力開關通斷的時間間隔。

3 結語

本測試系統在功能驗證過程中使用情況良好，可同時安裝多種不同的試件且互不影響，有效地提高了試驗效率。而且試驗臺功能性更強，試驗布置合理并且簡潔美觀，節省空間，節約人力，減少資源浪費。

[1] 雷雨田,高瑞娟.試驗用某型混動變速器換擋執行機構控制系統設計[J].汽車實用技術,2016,10.

[2] 馬建偉.深水鉆井隔水管垂直系統原理與實驗裝置研究[D].燕山:燕山大學2018,05.

Pressure Switch Fatigue Life Testing System

Guan Bo

( Shaanxi FastGroup AutoDrive Group co., ltd. The Test Center, Shaanxi Xi'an 710077）

During the fatigue life test of the conventional transmission neutral and reverse pressure switch control blocks and corresponding pressure switches, the pressure switch can only be installed on the transmission assembly and carried out on the transmission assembly test bench. This method has a long test cycle, Low efficiency, and occupy a lot of test resources, making the design improvement and verification progress slower, and the test cost is higher. This test system has designed a control system for testing the pressure switch control block and the life of the pressure switch. It has the characteristics of simple structure, convenient test operation, high test efficiency and good economic performance. It is especially suitable for verifying the new material pressure switch control block and new Improve the fatigue life of the pressure switch.

Transmission; Pressure switch; Fatigue life test

A

1671-7988(2020)24-53-03

U463.212

A

1671-7988(2020)24-53-03

關波（1982.01-），男，工學學士，工程師，就職于陜西法士特汽車傳動集團有限責任公司實驗中心，主要從事電氣測試技術工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.018

CLC NO.: U463.212