【word】油壓控制閥（OCV）性能實驗臺架的研究與設(shè)計

1、油壓控制閥（ocv）性能實驗臺架的研究與設(shè)計第6期2011年6月機械設(shè)計與制造machinerydesign&manufacture57文章編號:10013997(2011)06005702油壓控制閥(ocv)性能實驗臺架的研究與設(shè)計唐大美鄧嘉嗚(江蘇工業(yè)學(xué)院機械與能源工程學(xué)院,常州213016)researchanddesignofperformancetestingdeviceforhydrauliccontrolvalvetangda-mei,dengjiaming(departmentofmechanicalengineering,jiangsupolytechnicunive

2、rsity,changzhou213016,china)【摘要】油壓控制閥(ocv)作為智能可變氣門正時系統(tǒng)的重要組成部分,其性能的優(yōu)劣對提高汽車燃油經(jīng)濟性具有極其重要的作用.首先介紹了油壓控制閥的結(jié)構(gòu),性能參數(shù)及其工作原理,并針對其性能及工作原理進行了研究,設(shè)計研發(fā)了專用于測試其性能參數(shù)的實驗臺架,重點介紹了實驗臺架的液壓油路,ocv控制電路及油壓信號采集與處理部分的設(shè)計及其工作原理,通過使用該實驗臺架對ocv性能進行測試,證明該臺架具有自動化程度高,測試精度精確等優(yōu)點.關(guān)鍵詞:油壓控制閥;液壓油路;控制電路;信號采集【abstract】as帆importantcomponentofthev

3、ariablevalvetiming(vvt)system,theperformanceoftheoilcontrolvalveplaysanextremelyvitalroleinimprovingautomobilefueleconomy.first,itintroducesthestructure,pefformoeandprincipleoftheoilcontrolvalve.thenatestingdevicefortestingitspermoireparametershasbeendevelopedwhichhydraulicpipeline,controlcircuitoft

4、heoilcontrolvalveaswellasdesignandworkingprincipleforpressuresignalacquisitionandprocessingarefocused.throughtestingthepe(ormoeoftheoilcontrolvalve,thetestingdevicehasbeenprovedwiththecharacteristicsof劬automationandtestingprecision.keywords:oilcontrolvalve;hydraulicpressureoilpipeline;controlcircuit

5、;signalacquisition中圖分類號:th16文獻標識碼:a1ji士li畝vvt_i(variablevalvetiming)系統(tǒng)是指”智能可變氣門正時系統(tǒng)”,是近年來逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代轎車的一種新技術(shù).它根據(jù)發(fā)動機狀況隨時控制氣門的開閉,改變氣門運動升程,提高進氣充量,使充量系數(shù)增加,發(fā)動機扭矩和功率得到進一步提高,從而提高汽車的燃油經(jīng)濟型.vvti系統(tǒng)由傳感器,ecu控制器和凸輪軸正時油壓控制閥(ocv)等部分組成.根據(jù)工況,ecu計算出各個行駛條件下的最佳氣門正時,控制凸輪軸正時油壓控制閥動作,控制閥根據(jù)ecu指令控制閥芯的位置,改變液壓流量,把提前,滯后,保持不變等信號指令選擇輸

6、送至vvrr_i控制器的不同油道上,使凸輪軸保持最佳氣門正時,以提高發(fā)動機性能.作為vvt驅(qū)動器的油壓控制閥,其性能的優(yōu)劣直接影響著vvt系統(tǒng)的整體f生能.因此,研究其性能試驗臺架來檢測機械尺寸上滿足要求的ocv,有著真正意義上控制其產(chǎn)品合格率的重大意義.2ocv的特性2.1ocv的結(jié)構(gòu)ocv主要由pwm信號接口,鐵芯,線圈,閥體(包括閥芯)和彈簧組成,如圖1所示.線圈利用電磁力使鐵芯移動,鐵芯與閥芯為一個整體,鐵芯移動將帶動閥芯滑動,閥芯的滑動使油路開閉,從而控制油壓和回油.來稿日期:2010-08072.2ocv的性能參數(shù)線圈阻抗:(7.40.5)f20c;線圈電感:18mhlkhz;閥芯

7、完全行程所需電流范圍:(1001000)ma;輸入電壓(通過線圈):額定電壓(120.5)v;在正常輸入電壓下啟動響應(yīng):<50ms.2.3ocv的工作原理油壓控制閥是個可雙向移動的脈寬調(diào)制電磁閥.通過控制流入線圈的電流量來控制鐵芯的移動量,這個移動量決定l鬩芯的位置(油路開閉的狀態(tài)).電流量大,電磁力大,鐵芯的移動量也大.電流量由流入的通電量(通電時間量)決定,一定時間單位內(nèi)通電和斷電的比例變化決定通電量,這就是占空比.通電時間比大(通電脈沖的時間長),占空比增大,電流量也增大;反之,電流量減小m.發(fā)動機ecu發(fā)出脈寬可調(diào)的占空比信號,從而改變通至vvt轉(zhuǎn)子葉片兩側(cè)的機油流量,控制凸輪軸

8、相對于曲軸的正時和相位.圖1ocv的構(gòu)造58唐大關(guān)等:油壓控制閥(0cv)性能實驗臺架的研究與設(shè)計第6期3ocv性能實驗臺架總體結(jié)構(gòu)設(shè)計ocv性能實驗臺架可分為以下幾個模塊:機械框架模塊,液壓油路及其電氣控制模塊,ocv控制電路模塊,信號采集與處理模塊等21,其結(jié)構(gòu)簡圖,如圖2所示.圖2實驗臺架結(jié)構(gòu)示意圖1.供油油路2.控制油路3.壓力傳感器p.4.口閥5.被測件ocv工裝6.壓力傳感器p37.測試油路8.壓力傳感器p9-回油路3.1機械框架機械框架主要是放置液壓器件,其支撐作用.上面設(shè)計成有一定平面度要求的工作臺,機械框架整體設(shè)計成封閉型,主要是防止油箱溫度的熱損耗,起一定的保溫作用;同時也

9、防止電機的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電磁干擾,影響其他電子及電氣元器件,其到一定的電磁屏蔽作用;另一方面也屏蔽掉一些電機轉(zhuǎn)動時的噪聲,減少噪聲對操作人員的聽力損害.3_2液壓油路設(shè)計及電氣控制3-2.1液壓油路布置及其工作原理供油油路包括油箱,泵,連接管等部分.油箱設(shè)計成上下兩大部分,中間是直徑較小的連接管.這樣的設(shè)計是為了在較短的時間內(nèi)將油加熱到指定溫度,油箱里有一個攪拌機,意在使油溫加熱均勻.機油加熱的最高溫度設(shè)為100%,溫度過高會使機油變勝,過低會導(dǎo)致管道溫度達不到需求(需考慮管道熱損耗).因為實際的汽車發(fā)動機運轉(zhuǎn)一段時間后,其油溫通常大約在80左右,故進入ocv測試管道溫度也需在80左右.在不同的溫度

10、下,機油的粘度不同,其流動l生也不同,所以如果溫度沒有達到要求的話,測試的油壓也不準確,失去測試價值.在油箱里使用溫度傳感器及帶過燒防止傳感器的加熱器來確保油箱溫度到達要求.油箱里還有液面計及液位報警器來確保機油油量,油箱體積為25l.電機帶動油泵,將預(yù)熱了的機油從油箱中吸出,通過供油油路進入控制油路.系統(tǒng)機油流量為10ljmin.控制油路主要有溢流閥,節(jié)流閥,減壓閥,壓力傳感器,連接管l3i等組成.由于進入測試部分的機油流量為8umin,并要求壓力穩(wěn)定在(30010)kpa.故控制油路部分的設(shè)計難點則是將壓力精確的控制在(30010)kpa,以滿足測試需求.實驗臺架設(shè)計了兩個節(jié)流閥和一個減壓

11、閥使油壓初步控制在300kpa,再通過溢流閥,將油壓精確的控制在(30010)kpa范圍內(nèi),如圖2所示.油壓可通過壓力傳感器p由plc的觸摸屏讀取.在ocv測試油路上分別安裝兩個壓力傳感器,可真實準確的測出進入vvt控制油室的管路油壓,兩壓力傳感器信號可同時由plc和數(shù)據(jù)采集卡讀取.根據(jù)實驗需求,使用電磁球閥,不僅起到關(guān)閉兩邊油路的作用,還可起到油路換向的目的.設(shè)計了一個ocv工裝,意在使方便,快捷的更換ocv,提高檢測效率.同時為了使測試處的溫度保持在80c左右,在ocv工裝處加了個保溫箱.3.2.2電氣控制及工作原理可編程控制器是液壓部分各器件的核心控制器.現(xiàn)在市場上的可編程控制器的種類很

12、多,通過廣泛比較,選用西門子的$7-226型plc控制器,其輸入為24點,輸出為16點.通過空氣開關(guān)和接觸器,plc控制主油泵電機,攪拌機,油箱加熱器,加熱絲吹風(fēng)機等的啟動與關(guān)閉.plc通過模擬通道,接入各溫度傳感器信號,通過編寫pid程序,控制油箱及各管道的油溫,使其滿足測試需求.3.3ocv控制電路設(shè)計ocv控制電路模塊主要是產(chǎn)生300hz的pwm信號,來控制ocv動作.其電路結(jié)構(gòu),如圖3所示.一脈宴寬00場電效磁露器應(yīng)閥數(shù)由口器+模法墮鎖轉(zhuǎn)器片存換機器管圖3ocv控制電路示意圖ocv控制電路工作原理:利用單片機的p.口,將數(shù)據(jù)經(jīng)過鎖存器后送給d/a轉(zhuǎn)換器,將(0-255)的數(shù)字量轉(zhuǎn)變成(

13、0256)v的連續(xù)變化的電鷹以量,此處,d/a轉(zhuǎn)換選用8位的ad558.經(jīng)電路哥試,脈寬可調(diào)發(fā)生芯片tl494的人工作電壓為(1.0-35)v,故需將d/a轉(zhuǎn)換后的電壓疊加1v后方能送給tia94,因此,在信號進入tl494之前,需通過加法器疊加1v電壓,加法器電路,如圖4所示.圖4加法器工作原理電路圖3.4油壓信號的數(shù)據(jù)采集及處理信號采集與處理模塊使用的是ni公司的m系列的pci-6220型的數(shù)據(jù)采集卡,此板卡具有16路模擬輸入,8路數(shù)字輸入輸出,32位計數(shù)器,250kds的高采樣速率,采用ni-mcal校準技術(shù).實驗中配合了ni-daqmx的使用,通過labview2009軟件在微機上編程

14、,對油壓信號進行采集,保存,分析等處理.4ocv性能測試方法及步驟測試條件:機油型號10w-30,油溫(8o3,油壓(300lo)kpa.第6期2011年6月機械設(shè)計與制造machinerydesign&manufacture59文章編號:10013997(2011)06005903大型船用螺旋槳懸掛式高精度靜平衡機研究與實驗:l=李宇玲郭武吳上生(華南理工大學(xué)機械與汽車工程學(xué)院,廣州510640)r&tonhighprecisionstaticbalancingmachineofpropellerhangingtypeforlargemarineliyu-ling,guwu,

15、wushangsheng(collegeofmechanicalandautomotiveengineering,southchinauniversityoftechnology,guangzhou510640,china),”,”t”“”,”“;【摘要】針對大型船用螺旋槳傳統(tǒng)的平衡軸掛重法的弊端,介紹了一種適合大型船用螺旋槳的懸掛法立式靜平衡檢測方法,并且開發(fā)出了以靜壓球面軸承的油浮理論為基礎(chǔ)和采用汽缸檢測不平衡度的高l精度平衡機.給出了該靜平衡機的結(jié)構(gòu)原理,研究了懸掛系統(tǒng),定心系統(tǒng),懸浮系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成2和工作方式,對靜壓球面軸承進行了受力分析,并且闡述了懸掛法立式靜平衡機的工作過

16、程.經(jīng)過實驗證;明該新型靜平衡機性能穩(wěn)定,檢測方便,檢測精度高,完全達到大型船用螺旋槳的靜平衡檢測要求.;關(guān)鍵詞:船用螺旋槳;靜平衡;靜壓球面軸承;平衡機;【abstract】concerningtheshortcomingsofweightmethodoftraditionalbalanceshaftforlargemarinelpropeller,nstaticbalancingdetectingmethodforlargemarinepropellerisintroduced,andhighprecision;staticbalancingmachineisdeveloped,which

17、adoptscylindertodetecttheunbalancebasedontheoilfloating;theoryofthestaticpressuresphericalbearing.inaddition,thestructureprincipleforthestaticbalancingml;c聊and,孔ec肌colanalyisforthestaticpressuresphercalbearingarepresenedmeanwhile6cc.n一structionandworkingmethodforhangingsystem,centeringsystem,suspens

18、ionsystemandcontrollingsystemlarestudiedaswellastheworkingprocessofthehangingverticalstaticbalancingmachineisstated.thenew2typestaticbalancingmachineisverifiedwithstablepermance,convenienttestingandhighprecision,1whichfullysatisfiestherequirementsinstaticbalancetestingforthelarge-scalemarinepropelle

19、r.1;keywords:marinepropeller;staticbalancing;staticpressuresphericalbearing;balancingma一;chine中圖分類號:th16,u664.33文獻標識碼:a1弓i言進動力的螺旋槳是決定船舶整體性能的重要因素.螺旋槳結(jié)構(gòu)設(shè)船舶制造工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位,而作為船舶前計不合理,材質(zhì)不均勻,受熱不均,安裝誤差以及磨損和腐蝕都會來稿日期:20100811基金項目:廣州市科技計劃項目資助(20092610044)具體的測試步驟為:(1)把要測量的ocv安裝在實驗臺架上,此時閥均關(guān)閉;(2)運行試驗臺架,使測試管路油溫達到(803);(3)調(diào)整p.的壓力為(300+lo)kpa;(4)開啟閥,機油開始流動;(5)關(guān)閉閥,使ocv的控制電流從100ma以3.9mm60ms的速度步進到1000ma,測量p2,p的壓力,并記錄,保存數(shù)據(jù).圖5油壓數(shù)據(jù)采集處理結(jié)果顯示5實驗結(jié)果分析用此實驗臺架測試某汽車公司款合格的ocv,其控制電流先從100ma以3