工程機械刮水器試驗臺研制

工程機械駕駛室前方擋風玻璃均裝有電動刮水器，為了對其質量和使用性能進行有效控制，我們研制了1套能夠模擬刮水器實際工作的試驗平臺。

1 性能與特點

(1)適用范圍廣

該試驗臺適用范圍廣，能完成QC／T44-1997標準《汽車風窗玻璃電動刮水器技術條件》中規定的刮刷頻率、刮刷效果及耐久性等性能試驗，其噴頭位置、噴淋水量均可調節，對被試電動刮水器大小規格無限制。

(2)試驗效率高

為更準確考核刮水器的平均使用壽命，避免單臺試驗的偶然性，該裝置可同時進行4臺刮水器試驗，試驗效率提高3倍。

(3)節水

試驗臺噴淋用水為循環水，可節約水資源。

(4)自動化程度高

試驗臺由計算機控制，能自動完成工作循環次數的采集、記憶和顯示，當達到設定試驗次數后自動停機。噴水量＞5L／min，出水口壓力＞0.2MPa，每刮刷5×10⁴個循環后能快慢速自動切換。

(5)具有故障診斷及報警功能

系統設置各種軟件保護措施，試驗運行期間，如果刮刷循環計數感應開關10s無信號變化，說明刮水器不能正常工作，系統將報警。

為避免電動刮水器無水刮刷，水泵出水量必須達到一定要求。當水壓傳感器感知水泵壓力小于規定值時，系統將報警。報警后如不及時處理，2min后系統將自動停機。

2 結構與工作原理

2臺刮水器同時試驗時，刮水器試驗臺結構及工作原理如圖1所示，其結構主要由水路系統和計算機控制系統組成。

(1)水路系統

試驗臺水路系統由水箱、淋水噴頭、流量調節閥、壓力調節閥、水泵及管路等組成。其工作原理如下：水泵從水箱中吸水，水泵出口的流量和壓力由調節閥調節，壓力表顯示水壓大小；淋水噴頭噴出的水噴到駕駛室前擋風玻璃上后，經雨刷刮凈后回流至水箱，周而復始，實現試驗淋水系統自動循環。

(2)計算機控制系統

該試驗臺計算機控制系統框圖如圖2所示，其結構主要由控制器、計數傳感器、電動刮水器、數碼顯示器、水壓傳感器、水泵電動機等組成。

計算機控制系統的控制器采用AT89C2051型芯片，八位七段數碼管的驅動和刷新采用MAX7219型芯片，使用24C32 EEPROM型芯片進行數據存儲，MAX1232型芯片則負責單片機的復位和實現“看門狗”功能。

控制器的輸入有水泵出水壓力信號、霍爾傳感器計數信號。控制器的輸出有水泵驅動信號、刮水電動機驅動信號及報警顯示單元信號。刮水器刮刷擺刮時，霍爾傳感器便能感應到刮刷的接近與分離。每一次的接近與分離傳感器就產生1個脈沖信號。這個信號送到控制器就累加1次，達到設定試驗次數后，試驗自動停止。

試驗過程中，為防止因無水噴淋而造成刮水電動機過載損毀，在調壓閥的后側裝有1個水泵出水壓力傳感器測量水壓。傳感器采集到的水壓信號輸入計算機控制系統，當水壓連續15s低于0.2MPa時，控制系統將發出報警并切斷刮水器電源，試驗即停止。

控制器控制電動刮水器的啟動和停止，并且能自動切換刮水電動機刮刷速度。其控制系統能夠清晰顯示當前試驗次數，因故停機后能夠存儲數據，在下次開機試驗時可自動實現累加計數。試驗完成后，該控制系統自動停機，在下次試驗時需先將計數器清零。

3 使用效果

該試驗臺結構簡單、節水，自動化程度和使用效率高，且具有多種保護功能。同時運行平穩，未出現計數錯誤或數據丟失現象。經實踐檢驗，完全滿足試驗要求，取得了令人滿意的效果。