制动泵试验台液电系统的改进

　　1 前言

　　制动泵试验台是模拟离合器制动泵在重载汽车上的工况,以较高的试验频率对其进行寿命测试的设备。该试验台于2003年由某航空机械制造公司研制,在调试中发现,每工作100~200次,试验台的自动循环就会发生故障而停机。几经努力,仍不能改善,试验被迫延迟,使该公司面临被汽车主机厂停止该项产品合格供应商资格的危机。

　　2 试验台故障现象及分析

　　2.1制动泵工作原理及试验要求

　　为了将该试验台液电原理介绍清楚,有必要对离合器制动泵的工作机理(图1所示)作以简介。

　　该泵是汽车制动系统的动力元件。在常态位时,制动泵左腔油液经阀芯节流孔进入右腔,两腔连通,压力为零。在工作位时,压杆压缩阀芯右移,右腔油液在外负载的作用下压力升高,阀芯上的单向阀反向截止,左右腔隔离。左腔容积增大,从T口吸油。压杆卸载后,弹簧伸展,阀芯左移,液压系统的油液从P口回到制动泵右腔,两腔接通,左腔多余油液从T口排出。

　　该产品要求进行耐久性试验,试验次数6×10⁵次,试验频率为25~30次/min。要求压杆压缩阀芯右移25~30 mm时,P口的油液在外负载的作用下压力升高至3 ~315 MPa,并立即卸压,同时阀芯在弹簧作用下回到行程零位。试验台应同时试验两件制动泵,自动循环工作。

　　2.2 原试验台液压系统原理

　　在第一版的设计中,本人设计出了图2所示的试验台液压系统(不含虚线框内的内容)。该液压系统的工作机理是:电磁铁DT1通电时,加载缸活塞杆右移,推动制动泵2阀芯压缩25~30 mm,此时该制动泵P口的油液在弹簧缸的作用下压力升高至3~315 MPa,同时电磁铁DT3通电,制动泵2的P口卸载;电磁换向阀DT2通电时,制动泵1的动作同理。减压阀设定为011 MPa,为制动泵1、2的T口补油。压力继电器KP设定压力3~315 MPa,其作用是当制动泵1、2的P口油压达到设定值时,控制电磁铁DT1或DT2换向,使制动泵1、2交替工作。改进前的动作执行状态见表1(“+”表示通电“-”表示断电)。

　　2.3 原试验台液压系统的故障及原因分析

　　该试台在调试过程中发现,每工作100~200次之后,压力继电器KP的弹簧卡死,触点不能正常切换,无法控制三位四通电磁阀1DT、2DT换向,导致试验中断。初步分析故障原因,认为是第一次选用的压力继电器存在质量缺陷。后经更换包括国产和进口著名品牌的两种型号的压力继电器,经试用,在30次/min的频率下工作,试验次数仅维持在100~300次之间,依然存在压力继电器KP弹簧卡死现象。本人查阅了有关压力继电器生产厂家的产品资料,并向厂家咨询,得知厂家在产品样本中虽然标注没有泄漏孔的柱塞式压力继电器的开关频率可达50次/min,短时在此频率下作过可靠性试验。本人分析认为,压力继电器复位弹簧与调节螺杆存在径向间隙,弹簧在压缩和伸展过程中轴向引导不够精确,在较高频率下工作一定次数后,就会出现弹簧顶偏而卡死。在调试实践中表明,弹簧卡死后,将其拨正后又能继续工作100~200次。由此得出结论:在被试产品以较高频率进行试验的工况下,使用压力继电器作为动作控制元件,普遍存在可靠性缺陷;要达到高频率连续试验的要求,必须在液电原理上另辟蹊径。