浙江春晖智能控制股份有限公司□祁华宝王永吉干卫国梁柏松梁江海
上虞市科技信息中心□裴文
1 配对测试技术研究
汽车防抱死制动系统主要由轮速传感器、液压调节器( H C U ) 、电子控制装置( EC U ) 三大部分组成。轮速传感器将车轮的速度信号传输到电子控制装置, 电子控制装置将信号进行处理并对液压调节器发出执行指令, 液压调节器根据电子控制装置的指令对车轮实施有效的防抱死制动。当电子控制装置根据各种输入信号判定需要启
动防抱死制动系统时, 系统进入制动调节过程。首先, 当汽车根据需要进行制动时, 制动主缸对四个制动轮缸加压, 轮速将会持续下降; 当轮速降低到设定值时, 常开阀关闭, 系统处于保压常态; 当车轮趋于抱死时, 常开阀关闭, 常闭阀打开, 系统进入卸压常态; 当轮速提升到设定值时, 系统进入下一个加压、保压、卸压的循环, 直至汽车完全停止。电子控制装置可以独立地对四个制动轮缸的压力进行加压、保压、卸压调节, 保证四个车轮都在不抱死的前提下进行制动。
能避免制动时因四个车轮受压不均匀而产生跑偏的现象。
为真实反映调节特性, 设计制造了专用的测试台, 内置加压、保压、卸压进行单循环调节、复合功能调节、升降压调节及连续增压调节等测试功能。测试过程均由计算机自动完成, 并在完成测试后把一连串数据绘制成彩曲线反映出来, 见图 1 (在文中无法显示颜, A、B、C、D 分别表示前左轮、后右轮、后左轮和前右轮特性曲线, 它们多有重合, 并存在一定的偏离) 。可从曲线上直接读出增压的幅度、保压的状态、卸压的幅度、响应时间、阀座内泄漏量值, 将四路特性曲线接近的电磁阀组成一对, 然后集成在同一个模块中。经过配对40 测试组装的液压调节器四路特性曲线一致性好, 成品合格率明显上升, 装配工效显著提高。
由此可见, 电磁阀的配对测试为液压调节器提供了充分质量保障。经过配对测试能清楚地了解每只电磁阀的性能现状, 各项重要指标都能量化。在制造过程中采用配对测试工艺有利于产能的扩大和质量的提升, 值得在实际中应用。
2 对综合性能测试曲线的分析思考
液压调节器是汽车制动防抱死系统(AB S) 三大部件中最重要的一个部件, 它设有四组电磁阀, 每组电磁阀均由增压阀和减压阀组成, 其调节性能的优劣直接影响到AB S的制动性能、方向稳定性、转向能力和最小制动距离等指标, 因此在装配时要求每组电磁阀(增压阀及减压阀) 在制动过程中其调压特性
基本一致。
液压调节器用四组电磁阀的压力调节特性在装配测试过程中一般为整体测试, 即直接对已装配在液压调节器上的四组电磁阀进行液压调节特性测量。从测量的特性曲线显示, 由于整体测试随意性较大, 导致四组电磁阀的压力特性曲线重合度较差, 影响了实际使用效果, 同时降低了液压调节器的成品合格率。
在产品测试中, 因为电磁阀的性能无法直接得到, 只能通过性能曲线来反映其增、减压特性, 一
图1 典型特性曲线图
研讨园地
些关键特性也只能透过性能曲线才能分析得到 。因 此这条曲线也称之为液压调节器综合性能特性曲线 。
调节器的四组电磁 阀 线圈 在 E CU 控 制 器的 信 号控制下 , 反复地通 、断电 , 造成了电磁阀反复地 打开 、关闭 , 使得回路中的油压也不断地变化 , 在 有规律的信号控制下 , 最终得到了如图 1 所示的典 型液压调节器综合特性曲线 。 通过对液压调节器
综合特性曲线的分析研究 , 发现以下几个问题 , 讨论如下 。
( 1 ) 对增压电磁阀的增压性能不一致性的分析
3 ) 观察图 3 曲线增压阶梯起始处 , 可以发现
测试刚 开 始 时 , 四 路 油 压 很 一 致 , 但 随 着 测 试 继 续 , 离散度越来越大 , 其原因是 :
a ) 单向阀微量内泄漏 。随着压力的升高 , 单 向阀的微量内泄漏使增压阀的增压速度加快 ;
b ) 增压阀节流孔孔径一致性差 。节流孔尺寸 的不一致 , 也直接导致了各个增压阀的增压速率不 一致 。
单向阀和增压阀的关系 , 见图 4示意 。
图 4 单向阀和增压阀关系原理图
( 2 ) 对减压阀电磁阀的降压性能不一致性的分析
图 2 阶梯增压段分析图
图 2为生产中测试的四组电磁阀的综合特性曲 线 , 从图 2中可以看出 , 增压电磁阀 (以下简称增 压阀 ) 的增压阶梯比较分散 , 离散度最高已经达到 26 % , 超过了装配测试验收指标 。出现这么大的离 散度的原因有以下几点 :
1 ) 阀杆行程不一致 。行程不同的电磁阀开启
过程中及完全开启后的流量的不一致 , 造成了增压 阀增压速度的不一致 。
2 ) 电磁阀响应时间不一致 。直接影响增压速
度及幅度 。实际生产中 , 把响应时间十分接近的四 组增压电磁阀组合到了一起 , 发现这类调节器的增 压曲线一致性有明显的提高 。如图 3 所示 。
图 5 阶梯减压段分析图
从图 5中可以看出 , 减压阀的降压性能相对于 增压阀来说 , 离散度要小多了 , 基本上能达到 15 % 的验收标准要求了 。分析图 5 , 减压阀的性能降压 主要问题在于阶梯减压和 3000m s 的降压性能点上 , 其余的性能均表现得非常理想 , 一致性相当好 。 阶梯减压性能差的原因之一 , 应该和增压阀一 样 , 也是行程 、响应 时 间 、节 流孔 孔径 一致 性 差 。 在配对中发现 , 性能不良的减压阀 P1 点会随着测 试次数的增加 , 逐渐漂移上去 , 达到一个较高的压 力值 。试验证明增加线圈功率可减少 P1 点的漂移 幅度 , 其次 , 在结构设计上将动体组件设计在线圈 中心位置 , 亦可减少 P1点的漂移度 。
(下转第 47页 )
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图 3 根据电磁阀响应时间配对得到的特性曲线
经验交流
a) 补偿导线导致的标准不确定度u ( e1 )
b ,
辨力b导致的示值误差区间半宽为 a = 按均匀
2 u ( e
1
)
考虑。
用 B 类方法进行评定, 按均匀分布分布考虑, 包含因子k = 3。
分辨力为011 ℃的仪表: 0105
( t
d2
) = 011
u u ( e
1
) = = 0106 ( ℃)
3 3
冰瓶导致的标准不确定度
015
( t
d2
) =
分辨力为1 ℃的仪表: u b)u ( e
2
)
3
u ( e2 ) 用 B 类方法进行评定, 按均匀分布
考虑。
c) 输入量t d 的标准不确定度u ( t d)
由于t d1和t d2彼此相互独立, 因此
计算
0108
u ( e2 ) == 0105 ( ℃)
2 2
u ( t d ) =u ( t
d1
)
+ u ( t
d2
) 3
2 )输入量t s 的标准不确定度u ( t s ) 的评定
u ( t s ) 来源于直流电位差计UJ33a 的输出误
差, 因环境温度引入的不确定度可以忽略不计
用直流电位差计UJ33a 作为标准器时,
c) 输入量e的标准不确定度u ( e) 的计算
由于e1 和e2 彼此相互独立, 因此
( ℃)
确定度u ( t s ) 可以采用B 类方法进行评定,
匀分布考虑, 包含因子k = 3 ，则
Δ||
3
u ( t s ) =
S (被)
d
式中Δ为直流电位差计UJ33a 的基本误差, (Δ
t
)
9
= 9= - 1
c汽车漂移原理
2
U n( t )
Δ= 0105 %(U x+
10
) , 其中U x为测量点的温度所s
(Δt )
9
= 9
1
= -
S
c3
对应的标称电势值, U n为直流电位差计UJ33a 的基
准值; S (被) 为被测仪表在测量点的微分电势值。
3 )输入量e的标准不确定度u ( e) 的评定输
入量e的不确定度的主要来源为补偿导线修
正值和冰瓶导致的不确定度。
( e)i
2 )合成标准不确定度的计算
输入量t d、t s 及e相互之间彼此独立,
成标准不确定度为
所以合
2 2 2
(Δt )
u c= [ c1 u ( t d) ]+ [ c2 u ( t s ) ] + [ c3 u ( e) ]
( 5) 扩展不确定度的评定
取k = 2 ，扩展不确定度U = k u c (Δt) ,
多取两位有效数字。
( 6) 测量不确定度的报告与表示
给出测量结果的同时给出U 和k。
(收稿日期: 2007 - 02 - 12 )
U 值最
(上接第41 页)
通过增、减压阀性能曲线的分析可知,
电磁阀组的特性曲线一致。通过试验和实际生产,
仔细分析了如何保证调节特性一致的要点, 如响应
时间一致性、节流孔一致性、单向阀密封性能一致
性等, 并掌握了如何运用性能配对测试技术来提高
调节器总成的调节器特性的一致性。通过这一系列
的研究和探索性试验, 极大地提高了液压调节器的
质量性能和生产工效, 并降低了生产成本, 为企业
发展和AB S调节器国产化发展做出了贡献。
(收稿日期: 2007 - 05 - 08 )
要提高
调节器调节特性, 最重要的是要控制好电磁阀的响
应时间、节流孔的孔径, 单向阀的内泄漏。把这几
方面把握好了, 调节器的综合性能特性曲线就会表
现得十分一致, 就像图 1 所示, 配对测试的效果就
能充分体现, 也保障了调节器总成的质量。
AB S汽车制动防抱死系统若要正常工作并提高
汽车行驶的稳定性和方向控制性, 就必须保证调节
器的四路的调节特性(曲线) 保持一致, 这就要求
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