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文档简介

Techniques of Automation 试验结果表明 , 本试验装置拥有稳定良好 的性能 , 能够满足用户的试验要求。 关键词 : 汽车空调压缩机 ; 试验装置 ; 恶劣工况 中图分类号 :TB66 文献标识码 :B 文章编号 :1003-7241(2016)08-0089-04 Introdution of Automotive Air-Conditioning Compressor Durability Test System under Harsh Environment YANG Hou-tai, CHEN Xi, XIA Ling, MA Xiao-jin, CHAI Zeng-hui, LI Si-wen ( Hefei General Machinery Research Institute, Hefei 230088 China ) Abstract: This paper introduces the automotive compressor durability test system under harsh environment, such as high dust, high humidity, and introduces its design basis, system structure, electric control system and device testing processes. Experiment results show that the test device has a stable and good performance to meet the test requirements of users. Key words: automotive air-conditioning compressor; test system; harsh environment 收稿日期 :2015-07-07 1 引言 随着人们生活水平的提高 , 人们对舒适的车内环境 的需求也越来越强。汽车空调系统作为调节车内环境的 主要设备 , 其压缩机的稳定、可靠工作 , 显得尤为重要。 因此 , 汽车空调压缩机厂商进行了大量针对其耐久、寿 命方面的研究 1。 传统的汽车空调压缩机可靠性试验装置 , 通常采用 温度、压力、加减速等手段 , 对压缩机的寿命进行破坏 性试验 2。由于汽车的行驶过程中 , 其压缩机需要经常 在尘土、污水的环境下运行。而针对以上恶劣环境对车 用压缩机的寿命的影响进行专门的测试 , 还是比较少见 的。鉴于此原因 , 笔者研制了一种喷水、耐尘的汽车空 调压缩机寿命试验装置。 本汽车空调压缩机耐久试验装置,测试范围覆盖广, 系统管路设计合理 , 操作快捷方便 , 设备运转采用可编 程控制器和触摸屏控制 , 工况设定方便直观 , 关键设备 具有可靠保护 ; 测量值由无纸记录仪记录并存档 , 并可 分析试验结果和测试数据。 2 试验装置设计依据 本汽车空调压缩机喷水、耐尘试验装置依据 GB/ T21360-2008汽车空调用制冷压缩机3中对耐久试 验工况内容进行设计。系统通过对压缩机转速、吸排气 压力、压缩机环境箱温度、离合器通断循环、运行时间 等进行控制 , 使压缩机在国标工况下运行。同时还设置 了温度、压力、压差报警 , 对测试压缩机和系统设备的 使用安全进行保护 4。 考虑到国标并没有对高尘、污水环境下 , 压缩机寿 命测试进行规定 , 本试验装置的喷水、喷尘时间以及离 合器等相关部件的运行 , 可以根据用户需求自主设置 , 装置设计了两个环境箱 , 模拟恶劣工况下的压缩机运行 环境 , 分别进行喷水、耐尘试验。 计量校准:w w w . c q s t y q . c o m 计量校准:w w w . c q s t y q . c o m | Techniques of Automation 利用冷却循环水平衡水冷套管式冷凝器的热负 荷 ; 制冷剂采用 R134a, 通过电子膨胀阀调节压缩机的 排气压力、吸气压力。 图 1 制冷循环系统流程简图 本试验装置提供了以下两种方案,当打开球阀1、 4、 5、6, 关闭球阀 2、3, 采用方案 1; 当打开球阀 1、2、3、 6, 关闭球阀 4、5, 采用方案 2。 方案 1: 压缩机排出的高温高压气体经过冷凝器变 成液体 , 经过膨胀阀节流后进入蒸发器。在蒸发器内 , 低温的液体与外界空气充分地进行热交换 , 最终产生过 热气体 , 进入压缩机吸气口。 方案 2: 压缩机排出的高温高压气体一部分直接进 入混合器 ; 另一部分进入冷凝器 , 然后冷凝液体经过膨 胀节流 , 再进入混合器。在混合器内 , 高温气体与低温 的液体进行热交换 , 最终过热气体进入压缩机吸气口。 两种方案均能实现压缩机吸排气压力、吸气温度的 控制 , 达到实现测试所需的工况。 3.3 试验装置电控系统 本试验装置采用 PLC 和触摸屏相结合的方式 , 实 现对试验设备运行、样机测试、选择试验类型、设置工 况中要求的如压缩机转速、离合器通断时间、试验运行 时间等试验参数。采用无纸记录仪完整保存试验数据 , 通过 SD 卡储存 , 后期导入计算机中进行分析 6。 图 2 电控系统流程图 PLC 接收开关量信息报警信息 , 传输至触摸屏。当 报警出现时 , 自动关闭报警以及可能受影响设备。用户 通过报警信息 , 排查相应的问题 , 排查报警原因。 PLC 根据触摸屏上设置的压缩机转速 , 输出 DC 4-20mA 模拟信号 , 调节变频器频率 , 控制驱动电机转 速 , 通过皮带轮传导控制压缩机运行。 试验系统中铂电阻、热电偶、压力传感器得到的测 点信息 , 分别传入无纸记录仪和 PID 调节表。这些测点 信息包括 : 压缩机吸排气压力、压缩机壳体温度、环境 箱温度、压缩机吸排气温度、压缩机转速。PID 调节表 根据这些信息 , 控制蒸发器进口调节阀、冷却水水流量 计量校准:w w w . c q s t y q . c o m 计量校准:w w w . c q s t y q . c o m Techniques of Automation 通过调节表 2 设置压缩机吸气压力值 , 控制 压缩机吸气压力阀门开度 ; 通过调节表 3 设置环境箱温 度 , 通过控制环境箱电加热的功率 , 平衡制冷系统产生 的冷量。 在触摸屏界面上 , 左侧“运行状态”框栏为试验状 态区域 , 显示当前试验类型、频率、压缩机转速、循环 次数、运行时间 ; 右侧“设备控制”框栏为设备控制功 能区域,用户通过点击下面的按钮启动和关闭相关设备。 进行试验时,首先通过点击 “环境风扇” 、“环境加热” 开启环境风扇与环境箱电加热。然后 , 根据工况需要点 击“蒸发风机”启动蒸发器风机、“蒸发加热”启动蒸 发器电加热。结合上述调节表设置 , 达到所需工况。 然后 , 点击“电机启动”启动变频电机 , 为电机供 电。 根据压缩机实际离合器类型选择12V或24V离合器。 “12V 离合器”和“24V 离合器”两边分别有 2 个指示灯 , 当选择完离合器后会常亮。 最后 , 根据试验类型需要 , 在喷水试验时选择“喷 泥水泵”, 水泵将污水喷射到压缩机上 ; 在耐尘试验时 选择“电磁阀 1”、“电磁阀 2”, 气源推动粉尘 , 经过 电磁阀喷入测试间 , 营造高粉尘环境 ; 在连续运转试验 时 , 不进行选择 , 压缩机在常规环境中运行。 图 3 试验装置触摸屏主界面 点击“试验类型”, 进入试验类型选择界面。在完 成试验类型选择和参数设定后 , 试验正式开始。本试验 装置设置的试验类型包括喷水试验试验、耐尘试验、连 续运转试验。点击三种试验类型前面的红灯 , 选择试验 类型。 然后,通过相应的试验参数,对试验环境进行设置。 图 4 试验装置触摸屏试验类型选择界面 图 5 耐尘试验参数设置界面 用户可以完成喷尘时间、间隔时间、离合器吸合时 计量校准:w w w . c q s t y q . c o m 计量校准:w w w . c q s t y q . c o m | Techniques of Automation 用户此 时就可以再主画面里启动离合器。 在转速监控画面下 , 分别可以观察到当前压缩机的 运行转速 , 已经运行的时间、次数。按清零键 , 可以将 时间、次数清零。 在泥水流量监控画面下 , 用户可以观察到流量计传 输到 PLC 上的泥水流量 , 以及运行时间。 在粉尘流量监控画面下 , 用户可以观察到固体流量 计传输到 PLC 上的粉尘流量 , 以及运行时间。 5 结束语 本文所论述的汽车压缩机喷水、 耐尘耐久试验装置, 模拟了汽车空调压缩机在实际运行中可能遇到的恶劣工 况 , 并在此环境下对其进行极限测试 , 目前已经在部分 厂家投入使用。使用结果表明 , 本试验装置能够长期可 靠、稳定运行。对厂商有针对性的提高汽车空调压缩机 在耐尘、耐水方面的研发试验工作起到了积极的作用。 参考文献 : 1 张中秀 , 藏建彬 . 汽车空调压缩机耐久性试验台设计 J. 制冷与空调 ,2005,3(1):16-18 2 田旭东等 . 汽车空调压缩机的可靠性试验 J. 制冷与 空调 ,2012,12(2):106-110 3 GB/T21360-2008. 汽车空调用制冷压缩机 S. 北京 : 中国标准出版社 ,2008 4 赵惠麟等 . 汽车空调变排量压缩机耐久台的研制 J. 制冷与空调 ,2013,(1):102-105. 5 柴增辉等 . 基于 PLC 的汽车空调压

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