多用途汽車維修用壓力表檢測裝置的研制

鄭中民,陳 潔,杜寅飛,田 昀

(天津市計量監督檢測科學研究院,天津 300192)

引言

機油壓力表主要指示發動機運轉時潤滑系主油道潤滑油壓力,防止壓力過低造成“燒瓦、抱軸”等重大機械事故；燃油壓力表是用來檢測然后供給和噴射系統工作是否正常的量具,一般電控汽油噴射系統的供油總管上設有專用的油壓檢測口(如汽油濾清處),將其連接到檢測口處,接通點火開關,即可觀測燃油壓力表的讀數；自動變速箱壓力表是在自動變速箱的液壓系統的行星齒輪系發生故障時,用于測試自動變速箱的主壓力；助力轉向壓力表的作用是測試助力轉向系統的系統壓力及轉向泵的輸出壓力。

1 問題來源

由于汽車維修用壓力表接頭復雜,無法保證其密封性,量值精確度要求高,并且是汽車維修中的重要量具,所以各大汽車維修店、4S 店都非常重視這些計量器具,但是其量值溯源一直是困擾使用客戶和計量單位的難題。

多用途汽車維修用壓力表檢測裝置的研發不僅解決了量值溯源的問題,也為客戶提供了技術依托和支持,為客戶的送檢提供了便利條件。

2 設計方案

結構：多用途汽車維修用壓力表檢測裝置組成如(圖1)所示

關鍵技術：

(1)油氣分離器設計,該裝置作用是防止壓力表中的油回流到減壓器里。

(2)限流/截止閥設計,該閥既要控制氣體流量,同時又要起到“斷流”的作用。

(3)手動調壓器設計,該調壓器可以通過壓縮低壓氣體獲得高壓氣體。

(4)微調閥設計,該閥起到精細調壓作用,調節細度在0.1kPa。

本裝置通過對汽車維修用壓力表的檢定方法進行,研制了一套多用途汽車維修用壓力表檢測裝置,該裝置利用機加工制作了一套接頭,可實現主流品牌汽車,主要包括大眾、豐田、通用、寶馬、奧迪等,通過轉換接頭可實現2 支壓力表的無損安裝并同時檢定。

多用途汽車維修用壓力表檢測裝置主要包括氣瓶、手動壓力源、數字壓力計一起組成完整的校準系統。

3 檢定能力驗證

圖1 檢測裝置結構框圖

表1 測量重復性實驗數據

表2 各不確定度分量匯總

(1)將標準數字壓力計和被檢測的壓力表安裝在該裝置的接口上。根據檢測壓力點的需要控制加壓閥進行升壓,并通過標準數字壓力計的示值實時監測壓力變化。根據預先設定的壓力點的要求判定被檢測壓力表的示值誤差是否符合規程要求。該裝置最多可同時校準2 支壓力表,試驗研究表明,系統校準結果的不確定度優于Urel=0.05%(k=2)。

將數字壓力計安裝在該裝置的接口上,被檢表的工作位置高于數字壓力計的受壓點(壓力傳感器),高度差Δh=0.060m,經計算,高度差引起的數字壓力計示值修正值ph=-0.0005MPa,ph的絕對值大于該數字壓力計最大允許誤差絕對值0.0020MPa 的1/10,應考慮高度差修正。

安裝完畢之后,對整個檢定裝置加壓至測量上限4MPa,進行預壓并檢查系統的密封性。

采用直接比較測量法,當測量點達到靜平衡時,讀取數字壓力計的示值,并記錄相應量值。按照正反行程逐點升壓和降壓進行兩個循環的測量。

(2)測量模型

式中：Δp-數字壓力計示值誤差(MPa)；pc-數字壓力計示值(MPa)；ps-活塞式壓力計標準值(MPa)；ph-高度差的修正值(MPa)。

采用貝塞爾公式法計算單次測量的實驗標準偏差s(x)。

由于數字壓力計在計算示值誤差時,以單次測量作為測量結果,所以,重復性測量引入的標準不確定度為單次測量的實驗標準偏差

u1(pc)=s(x)=0.00019MPa

(3)合成標準不確定度uc(Δp)的計算

(4)擴展不確定度U 的評定

取包含因子k=2,則2.5MPa 測量點的擴展不確定度U=k×uc(Δp)=2×0.00035MPa=0.0007MPa。

其他測量點示值誤差的擴展不確定度可以按照該評定方法進行評定。數據說明該檢定裝置的測量數據準確可靠,可以滿足汽車維修用壓力表的檢定要求。

4 結束語

通過試驗數據和測量結果的不確定度評定證明該套裝置系統滿足汽車維修用壓力表的檢定工作的需要。該裝置結構合理、測量準確、安全系數高、使用效果良好,解決了各類型汽車維修用壓力表的量值傳遞問題,適合在省級計量部門推廣應用。