硅油风扇离合器综合性能试验台

青华模具培训 · 发表于 2012-8-8 11:18

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硅油风扇离台器简介： 4．微机、绘图仪及打印机：硅油风扇离合器‘以下简称离合器)是用于给各测控单元设置控制参数．在屏

一

种装在汽车发动机冷却风扇与旋转动力幕上提供所需曲线的坐标，及时采集已测的轴之闻的节能产品。离合器前端的感温圈感各项数据，并动态地在已给的坐标系中产生受发动机冷却水箱的温度，当水箱温度高于相关曲线。测试结束后，用绘图机绘出所选某一特定温度(啮合温度)时，离合器开始啮的相关曲线，打印所有数据，还要保存已得台，并带动风扇快速旋转。当水箱温度低于数据，以备后用。某一特定温度(脱开温度)时，离合器就开始试验台的主要技术指标：脱开，风扇就降低转速据此，离合器根据水1．主要技术参数：箱温度的变化自动控制风扇的转速，也就控A、主轴功率： 15KW 制了水箱的水温，从而改善了发动机的工B、主轴最高转速： 4000RPM 况，达到节能和延长发动机寿命的效果。c、主轴可设稳定转速：二、项目要点：l000RPM~4000RPM 共计31档

《硅油风扇离合器综合性能试验台》能D、主轴可控升速变化率：够模拟产生各种工况热风与旋转动力，能对200RPM~3000RPM／分共计l6档离台器在模拟工况下的多项性能参数进行E、3℃~80"

模拟热风范围：8C 动态测试，还要用所测参数绘制多条相关曲F、温度可控变化率：线，并打印所测的全部参数该试验台可作一8℃／／~～0℃／／~～8C／／~ 共计l7 为开发新型离合器的试验设备，加快开发进档度．改善生产工艺，提高新产品性能。它也可2．测量参数范围：对已有产品进行综合性能测试，提供判断产A、热风温度。0℃～i00．0℃ 品性能的详细参数再一个有用的方面是为B、离合器输入转速： O～4000RPM 生产型测试台提供数据，修改测试方法，以c、离合器输出转速：0～4000RPM 提高测试效率。D、离合器输入力矩： 0～50．0Nm

试验台有如下几部分组成：E、离合器输入功率： 0～15．0KW

1．机械部分：提供主轴动力、转速、输3．绘制曲线；

送热风、保证离合器装夹及安全防护和各类A、温度一离合器输出转速曲线传感器的安装位置等B、时间一温度一离合器输出转速曲线

1 强电柜：提供试验所需的各类强电c、离合器脱开状态下启动过程中的输控制以及电机调速所需的变频电源入转速一输出转速曲线

2 测控单元：包括测控温单元、测控速D、离合器啮合状态下启动过程中的输单元及测力矩单元，用它们实现各参数的测入转速一输出转速曲线量，控制模拟温度和速度，并用串行通讯口E、离合器啮合状态下启动过程中的输实现与微机的数据传输。出转速一输入力矩曲线

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田

F、离合器啮合状备下启动过程中的输出转速一输入功率曲线

4．打印参数：用打印机将实时采集的各项参数按序打印。三、综合性能试验台的机械结构：

试验台的机械部分如图一所示。卧式床身l5上设置主轴箱5，主轴头部安装了AKC型扭矩传感器6，传感器的前端设置了专用卡盘7，被测试的硅油风扇离合器8被定位夹紧在卡盘上，更换卡盘可安装不同规格的离合器。能轴向移动的防护罩l6罩着被测试件．防护罩的门17可向右侧转动打开90度，门如果没有关好，设置在门上的安全装置保证机器不能启动。摇动手轮l8，能使防护罩轴向移动有利于装卸被测试件和适应不同规格的离合器．防护罩的门上安装了外套用铝合金制造的射热枪lo，它是试验台的热源，枪口对准离合器的感温圈11，距离可以调，以满足检测标准的规定，用温度传感器9采集射热枪出口的温度，枪的末端用送风软管19与鼓风机联接，鼓风机藏在床身内部。靠光电开关l3与反射镜l4的配合测量风扇的转速。主轴的尾部安装了单片电磁制动器4，用于制动和锁紧主轴，有利于安全和装卸被测试件。主轴的末端用单向精密膜片弹性联轴器3，与电机轴l直联，用光栅盘2与光电传感器l2测量主轴转速用变频电源控制电机供给主轴所需功率并可无级变速。

我院已研制成功了硅油风扇离合器综合性能试验台和出厂性能测试台，前者的机械结构有较宽的适用范围，它采用卧式床身，质量大，有较好的稳定性；专用卡盘更换方便，防护罩可轴向移动；电机功率大；主轴转速高}输出温度范围宽，升降温斜率有多个档次，迭风量与加热元件的功率匹配能调整可满足测试不同种类不同规格的硅油风扇离合器的需要。

出厂性能测试台的设计首先考虑到它的专用性，因此电机功率较小、主轴转速较低、

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防护罩不用轴向移动、不设置扭矩传感器却设置了能快速装卡被测试件的快速卡头，以提高生产率。四、系统软件技术分析：

系统软件分为测控部分和微机部分。测控部分软件采用汇编语言编制，微机系统软件采用当前较为流行的c语言，下面就各项问题的提出和解决方法分别叙述如下：

1．控制参数的设置和保护

为满足各种工况，要对测控温单元和测控速单元预先设置控制参数。由于整个控制过程的依据就是这些参数，而各种干扰都有可能破埯它，因此参数的保持是极为重要的。为保证参数的完好性，采取了取模和备份的技术，即使所设参数分为两部分，第一部分是实际参数，第二部分是补充参数，两部分之和为一常量。通过判定参数两部分之和就可以判定该参数是否已被破坏。为保证被破埯的参数可以被修复，再建一个备份参数。这样在程序运行过程中不断检查参数，并用完好的参数修复被破坏的参数。而在极短的时间内两个参数都被破坏的可能性极小，从而实现了参数的完好性。

2．各种测量信号的抗干扰措施

从各传感器或变送器来的信号，往往混杂有各种干扰信号，它们将直接影响测量结果为保证测量结果的正确性，采用了数字滤波技术具体地，采用了程序判断和递推平均滤波技术。程序判断滤波就是在本次测量结束时，先判断数据的可能性，如果这是不可能出现的数据，就用上次测得的数据当作本次的结果数据递推平均滤波法是在存贮区中开辟一个区域作为暂存队列，队列的长度固定为N，每次测量结果存入队尾，并顶掉队首的数据，这样队列中总有N个“最新”的数据。再将队列中各存贮单元内的数据求和除以N，就得到一个N次数据的平均值。这种方法可以有效地抑制一些干扰，但它是以牺牲测量响应速度为代价的。要程序判断滤波

在前，数据递推平均滤波在后，并且要适当的选择判定的边界值和队列长度，经试验各测量参数都得到了满意的结果。

3．控制系统的抗干扰问题

由于各种可能的原因，都会使软件系统受到干扰，引起程序进入死循环。为保证不产生死机现象，技术上采用了“开门狗”的技术，它可保证一旦程序进入死循环，在极短的时间内就使系统复位，程序将从头开始执行。“开门狗技术虽然解决了死机问题，但本测控系统要求的控制过程时间较长。如果控制过程出现干扰，死机并复位，原来已实现的控制过程将失效，又要重新开始一个完整的没执行的控制过程。这会浪费大量时间，有可能根本无法完成一个完整的测控过程。这就又提出了程序入口段标志及返回入口的同题。解决的办法是在各程序入口段设立相应的标志，出现复位时，软件系统先判断入口标志，然后直接找到相应的程序入口。从而实现了复位后的程序连续运行，也保证了测控过程的完成。

4．微机与各测控单元的数据通信

如前所述，三个测控单元通过串行口与微机进行数据通信，组成了一个多机系统。多机系统串行口通信的主要问题是使各测控单元(iX机)互不干扰。以下仅从软件的角度谈

一

下问题的解决方法。本试验各测控单元的核心是8098单片机，它的串行口有四种工作方式，其中的方式2和方式3为用户提供了多机通信的手段方式2与方式3每传送一帧数据都是9位，其中的第九位是可编程位它们之间的主要区别在于：当系统处于方式2时，只有当接收数据的第九位是“1”，才能引起串行口中断。当系统处于方式3时，则不管接收数据的第九位是“1还是“0 ，均可引起串行口中断。具体工作方法是：当微机没有向各测控单元发送命令时，各单元串行口均处于工作方式2。当微机要向其单元发命令时，只要向串行口发送一帧第九位是⋯1的命令帧，它的前8位是命令数据，这帧命令将引起所有测控单元的串行口中断。各测控单元串行口中断程序首先读入并判断命令是不是发给自己的，如果不是，该单元将维持工作方式2，退出串行口中断。如果是，该单元将按命令执行相应的程序。如果命令是要它接收微机发来的数据，它将串行口改为方式3，以接收微机发送来的第九位是“0”的数据帧。这个数据帧只能被它所接收，而不会影响别的测控单元。当该单元接收完数据后，又使自己

改回串行口工作方式2，退出串行口中断。如此就实现了微机与各测控单元间的通信，又互不干扰。

5．数据采集过程中的动态显示

为使用户在整个l测试过程中了解各数据的状态，在充分利用c语言的绘图函数的基础上，数据采集软件中提供了三种可选的动态画面。用户在测试过程中从显示器可以看到相应曲线和参数值。五、结论与展望

本试验台的研制开发完成后，经多次实测运行，各项技术指标达到或超出了合同的要求，能绘出全部曲线和打印各种参数。它的各项指标，采集的数据，绘制的曲线经用户代表全面考核，认为它的功能和相关性能在国内居领先地位，并通过验收，签署了验收文件。

由于国家在未来数年内将重点发展国内的汽车工业，与之相应的汽车配件工业也将全面发展。离合器作为一种节能降噪的产品，国外各种汽车均已安装。因此，国内的各种汽车从趋势上讲都将会安装。目前为满足已有的和将会有的离合器市场需求，国内已有数家离合器的生产厂家，预计还会有一些新的生产厂家因此该试验台以及生产型的检测台的市场前景是相当乐观的。

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