壓力開關頂桿釋放時間測試系統設計

王昱，雷雨田

（陜西法士特齒輪有限責任公司，陜西 西安 710077）

壓力開關頂桿釋放時間測試系統設計

王昱，雷雨田

（陜西法士特齒輪有限責任公司，陜西 西安 710077）

依據《壓力開關技術規范》中對壓力開關耐低溫性能的測試要求，結合變速器壓力開關的工作原理，采用氣動電磁閥設計并搭建了相應測試電路，最后進行了試驗驗證，結果表明，該系統完全能夠滿足測試需求。

壓力開關；低溫試驗；頂桿釋放時間；測試系統

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.11.041

CLC NO.: U463.66 Document Code: A Article ID: 1671-7988（2016）11-111-03

引言

變速器常用的壓力開關大致分為三類，空擋開關、倒擋開關以及高低擋開關。開關動作原理是，在一定外力的作用下，頂桿被推動作直線運動，從而使得開關內的觸點閉合或斷開。當外部作用力消失后，彈簧自動復位，觸點回到初始狀態。根據功能不同，壓力開關又有常開、常閉之分。

壓力開關耐低溫性能測試是壓力開關試驗中必不可少的一項測試，低溫環境會對壓力開關的頂桿自由釋放造成影響，因此正確合理的測試壓力開關低溫環境下的頂桿釋放時間顯得尤為重要。

1、電磁閥原理介紹

電磁閥是氣動控制單元中的重要組成部分，種類眾多，結構各異，原理大體一致，即電磁閥通電后，閥芯（動鐵芯）受到的電磁吸力與閥芯復位力（氣復位力或彈簧復位力）的相互作用，引起閥芯的運動，從而實現流體介質流動方向的改變。按動作方式，分為先導式和直動式；按閥芯結構，分為滑柱式座閥式以及滑柱座閥式；按密封方式，分為間隙密封和彈性密封等。

本測試系統采用氣動直動型電磁閥來實現通斷切換。通過作用在閥芯上的電磁力克服氣復位力，推動閥芯運動，從而實現電磁閥的換向動作。

2、測試系統分析

以常開型壓力開關為例，采用直流電源、大功率電阻、手動開關、繼電器、兩位五通電磁閥、數采（或示波器）示波器、氣缸等搭建測試電路和氣路如圖1、圖2所示：

圖1　壓力開關測試電路

圖2　頂桿壓縮氣路圖

2.1初始時間（定義為T0）

斷開手動開關K，繼電器線圈不得電，繼電器觸點斷開，電磁閥線圈不得電，電磁閥處于自由狀態，壓縮空氣從P口通向B口，氣缸活塞左移，壓力開關頂桿被壓縮至終點位置。如圖2所示：

壓力開關處于接通狀態U1=0V，U2=VCC。

2.2測試時間（定義為T1）

閉合手動開關K，繼電器線圈得電，繼電器觸點閉合，電磁閥線圈得電，電磁閥處于吸合狀態，壓縮空氣從P口通向A口，氣缸活塞右移，壓力開關頂桿被釋放，但由于低溫環境等因素的影響，沒有完全釋放，如圖3所示：

圖3　頂桿未完全釋放釋放氣路圖

壓力開關處于接通狀態U1=0V，U2=0V。

2.3測試時間（定義為T2）

壓力開關頂桿完全釋放。如圖4所示：

圖4　頂桿完全釋放氣路圖

壓力開關處于斷開狀態U1=VCC，U2=0V；

2.4壓力開關頂桿釋放時間（定義為△T）

在測試過程中U1和U2，隨時間的變化如下圖所示。壓力開關頂桿釋放時間△T=T2-T1。如圖5所示：

圖5　壓力開關頂桿釋放過程圖

3、測試驗證

圖7　壓力開關2頂桿釋放過程

圖8　壓力開關3頂桿釋放過程

選用規格型號為0069GS的3支壓力開關進行頂桿釋放時間檢測（檢測儀器選用型號為DEWE-2521，編號為571-197的車載測試儀），測試結果如下圖6、7、8所示。

4、小結

本測試電路，可以完成壓力開關的頂桿釋放時間的測試。但此測試結果△T存在系統誤差（查閱資料，估算該系統誤差小于30 ms），其中包含了電磁閥動作時間、氣缸動作時間（壓力開關頂桿長度約為4～5mm）、氣流傳遞時間等。

依據S67010-2013《壓力開關技術規范》中 3.5耐低溫性能要求“壓力開關頂桿全行程工作并固定在-40℃下放置12小時后，頂桿釋放時要求返回時間在1秒鐘以內”，該測試系統的系統誤差可忽略不計。

[1]田虎，S67010-2013壓力開關技術規范. 陜西法士特汽車傳動工程研究院科技知識管理處，2013.

[2]王明. 電磁閥響應時間對液壓管路的影響研究.企業技術開發，2014（3）.

[3]江澎，雷曉峰，李彥卿，仝繼鋼，王抓. 一種提高電磁閥響應時問的改進設計.電氣開關，2015（2）.

[4]張 輝，汽車同步器試驗臺氣動伺服換檔機械手的研究. 哈爾濱工業大學.2007（7）.

[5]馮夢麗，喬磊 變速器空擋開關故障與改進.汽車與配件.2012 (39).

[6]董彩鳳.氣動電磁閥動態特性的測試標準及試驗研究. 浙江大學.2013(3).

The Design of Testing System about Mandrel Emancipation Time on Pressure Switch

Wang Yu, Lei Yutian
（Shaanxi Fast Gear Co. Ltd, Shaanxi Xi’an 710119）

Based on The Technical Specification of the Pressure Switch, the requirement of testing in low temperature had been known. Connected to the working principle of pressure switch in gearbox, the testing circuit had been designed and set up by using pneumatic solenoid value. Finally, the system had been verified by testing. The results showed that, it can meet the test requirement completely.

Pressure Switch; low temperature testing; Mandrel emancipation time; Testing system

U463.66 文獻表示碼：A

1671-7988（2016）11-111-03

王昱（1990-），男，汽車電子測試工程師，就職于陜西法士特汽車傳動研究院，主要從事汽車變速箱可靠性試驗等相關工作。