CN103776576A - 一种宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于传动换挡控制系统执行元件关键性能测试技术领域，为能够实现换挡开关电磁阀高低温环境下的电磁力，本发明基于高低温环境箱，采用换挡开关电磁阀电磁力测试机构，结合耐高温位移测试机构，提供一种宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置，主要由电磁力测试机构、隔热传力机构、被测电磁阀及装夹机构、位移测试机构、隔热走线机构、高温导线、测控系统、位于外界环境的高度调整机构、位于高低温环境的高度调整机构和高低温环境箱组成，能够实现换挡开关电磁阀宽温域电磁力-气隙工作特性，为电磁阀高低温故障排查和原因分析奠定技术基础，为提高传动装置可维修性和可保障型提供保障；本发明可以广泛应用在多种电磁铁高低温电磁力测试中。

Description

一种宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置

技术领域

本发明属于传动换挡控制系统执行元件关键性能测试技术领域，具体涉及一种宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置，该装置能够实现换挡开关电磁阀高低温环境下的电磁力。

背景技术

传动装置换挡开关电磁阀是实现换挡功能的关键先导元件，随着控制压力和油液温度不断提高，换挡开关电磁阀出现高温电磁力降低以致无法打开换向油路，从而导致换挡失效的故障发生，目前公开的电磁阀测试装置研究结果，不具有高低温测试电磁力的能力，无法对换挡开关电磁阀的高温故障原因开展分析，本发明结合国内普遍使用的高低温环境箱，根据换挡电磁阀电磁力测试装置结构，定制专用工装，对高低温环境箱做适应性改制，选取耐高低温位移传感器，构建换挡开关电磁阀高低温电磁力测试装置。同时，在专利网上未检索到该类测试装置相关专利。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是基于高低温环境箱，结合电磁力测试工装，构建一种宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置，实现换挡开关电磁阀高、低温下的性能测试，从而开展故障排查和原因分析。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置，其特征在于：该测试装置主要由电磁力测试机构、隔热传力机构、被测电磁阀及装夹机构、位移测试机构、隔热走线机构、高温导线、测控系统、位于外界环境的高度调整机构、位于高低温环境的高度调整机构和高低温环境箱组成，所述被测电磁阀及装夹机构、位移测试机构和位于高低温环境的高度调整机构完全置于高低温环境箱中，所述隔热传力机构和隔热走线机构的一部分位于高低温环境箱中，其另一部分置于外界环境中，被测电磁阀及装夹机构和位移测试机构与隔热走线机构分别通过高温导线连接，其驱动与测试信号通过高温导线与隔热走线机构传递给位于外界的测控系统，同时电磁力测试机构的供电与测试信号传递给测控系统，试验前需要调整位于外界环境的高度调整机构和高低温环境箱中的高度调整机构，以使电磁力测试机构、被测电磁阀及装夹机构和位移测试机构三者中心等高，试验过程设定试验温度，通过测控系统中的测试程序对测试过程进行控制，并记录试验过程中的电磁力—气隙的关系曲线，实现换挡开关电磁阀高低温环境性能测试。

其中，所述电磁力测试机构主要由力测试接头、力传感器、力传感器支架、导轨支架、力传感器导轨、托板、力传感器过渡板和紧固螺钉组成。所述力传感器支架和导轨支架通过焊接连接，力传感器导轨和导轨支架通过4个紧固螺钉连接，力传感器导轨两侧具有矩形导轨凹槽，托板下部两侧具有矩形块与力传感器导轨矩形凹槽配合，实现自由滑动；力传感器过渡板下表面通过4个紧固螺钉与托板上表面连接，上表面通过4个紧固螺钉与力传感器连接，实现力传感器、力传感器过渡板和托板三者通过紧固螺钉连接在一起；力测试接头通过螺纹与力传感器连接。

其中，所述隔热传力机构主要由力传感器接杆、隔热塞、直线轴承和间隙调整螺套组成；4个直线轴承分别插入至隔热塞中间孔中，并且直线轴承端面与隔热塞端面齐平；间隙调整螺套在左、右两部分具有左旋和右旋两种螺纹，左旋螺纹与力测试接头连接，右旋螺纹与力传感器接杆连接，力传感器接杆与短衔铁连接杆连接，实现衔铁与静铁芯的间隙调整。

其中，所述被测电磁阀装夹及位移测试机构主要由被测电磁铁、三爪卡盘、位移传感器接杆、卡盘连接螺钉、位移传感器、位移传感器夹子、位移传感器锁紧螺钉和卡盘支架组成；所述被测电磁铁由三爪卡盘装夹，实现与位移传感器的同心安装；三爪卡盘通过3个卡盘连接螺钉与卡盘支架连接；位移传感器被2个位移传感器夹子包夹住，并且通过传感器缩进螺钉适度锁紧，使得位移传感器与位移传感器夹子间无相对位移；位移传感器夹子与卡盘支架安装面通过螺钉连接或者焊接连接；位移传感器头部通过螺纹与位移传感器接杆一端连接，被测电磁铁与位移传感器接杆另一端螺纹连接；实现被测电磁铁衔铁运动带动位移传感器测杆运动，完成位移量测试。

其中，所述位移测试机构满足在工作温度-43℃—135℃范围内，能够精确、可靠测量被测电磁阀衔铁与静铁芯间隙的变化。

（三）有益效果

与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：

1、本发明基于高低温环境箱，采用换挡开关电磁阀电磁力测试机构，结合耐高温位移测试机构，构建换挡开关电磁阀高低温电磁力试验装置，能够实现换挡开关电磁阀宽温域电磁力-气隙工作特性，为电磁阀高低温故障排查和原因分析奠定技术基础，为提高传动装置可维修性和可保障型提供了保障；

2、本发明提供的用于宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置，可以广泛应用在多种电磁铁高低温电磁力测试中。

附图说明

图1为本发明提供的宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置的结构原理图；

图2为本发明提供的宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置的部件结构示意图；

图3为本发明提供的宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置中电磁力测试机构的结构示意图；

图4为本发明提供的宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置中被测电磁阀装夹及位移测试机构的结构示意图；

图5为一种被测换挡开关电磁阀结构示意图；

图6为本发明提供的宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置中隔热传力机构的结构示意图；

图7本发明提供的宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置中电磁力测试机构中托板锁止机构结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，本发明提供的用于宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置，主要由电磁力测试机构1、隔热传力机构2、被测电磁阀及装夹机构3、位移测试机构4、隔热走线机构5、高温导线6、测控系统7、位于外界环境的高度调整机构8、位于高低温环境的高度调整机构9和高低温环境箱10组成，所述被测电磁阀及装夹机构3、位移测试机构4和位于高低温环境的高度调整机构9完全置于高低温环境箱10中，所述隔热传力机构2和隔热走线机构5的一部分位于高低温环境箱10中，其另一部分置于外界环境中，被测电磁阀及装夹机构3和位移测试机构4与隔热走线机构5分别通过高温导线6连接，其驱动与测试信号通过高温导线6与隔热走线机构5传递给位于外界的测控系统7，同时电磁力测试机构1的供电与测试信号传递给测控系统7，试验前需要调整位于外界环境的高度调整机构8和高低温环境箱10中的高度调整机构9，以使电磁力测试机构1、被测电磁阀及装夹机构3和位移测试机构4三者中心等高，试验过程设定试验温度，通过测控系统7中的测试程序对测试过程进行控制，并记录试验过程中的电磁力—气隙的关系曲线，实现换挡开关电磁阀高低温环境性能测试。

如图2所示，用于测试换挡开关电磁阀高低温电磁力的试验装置，主要由高低温环境箱10、位移测试机构11、被测电磁阀及装夹机构12、隔热传力机构13、电磁力测试机构14、高度调整机构15和隔热走线机构16组成。其中高低温环境箱10是市场上主流通用试验设备，方便购置。高度调整机构15为铸铁方箱，具有基准平面，保证装配水平精度，同时高度微调通过铜皮进行微量调节，并以水平仪进行校验。隔热走线机构16为中间带有走线小孔的隔热硅胶塞，不仅可以实现导线穿过的功能，还能保证高低温箱10的恒温效果。

如图3所示，所述电磁力测试机构1主要由力测试接头17、力传感器18、力传感器支架19、导轨支架20、力传感器导轨21、托板22、力传感器过渡板23和紧固螺钉24组成。所述力传感器支架19和导轨支架20通过焊接连接，力传感器导轨21和导轨支架20通过4个紧固螺钉连接，力传感器导轨21两侧具有矩形导轨凹槽，托板22下部两侧具有矩形块与力传感器导轨21矩形凹槽配合，实现自由滑动；力传感器过渡板23下表面通过4个紧固螺钉与托板22上表面连接，上表面通过4个紧固螺钉与力传感器18连接，实现力传感器18、力传感器过渡板23和托板22三者通过紧固螺钉24连接在一起；力测试接头17通过螺纹与力传感器18连接。

如图4所示，所述被测电磁阀装夹及位移测试机构3主要由被测电磁铁25、三爪卡盘26、位移传感器接杆27、卡盘连接螺钉28、位移传感器29、位移传感器夹子30、位移传感器锁紧螺钉31和卡盘支架32组成；所述被测电磁铁25由三爪卡盘26装夹，实现与位移传感器29的同心安装；三爪卡盘26通过3个卡盘连接螺钉28与卡盘支架32连接；位移传感器29被2个位移传感器夹子30包夹住，并且通过传感器缩进螺钉31适度锁紧，使得位移传感器29与位移传感器夹子30间无相对位移；位移传感器夹子30与卡盘支架32安装面通过螺钉连接或者焊接连接；位移传感器29头部通过螺纹与位移传感器接杆27一端连接，被测电磁铁25与位移传感器接杆27另一端螺纹连接；实现被测电磁铁衔铁运动带动位移传感器测杆运动，完成位移量测试。被测电磁阀及装夹机构3可以保证被测电磁阀便捷、高同轴度地安装于高低温环境箱内。所述位移测试机构4满足在工作温度-43℃—135℃范围内，能够精确、可靠测量被测电磁阀衔铁与静铁芯间隙的变化。

如图5所示，被测换挡开关电磁阀的电磁铁主要由电磁阀壳体33、长衔铁连接杆34、静铁芯35、线圈36、衔铁37和短衔铁连接杆38组成。其中，长衔铁连接杆34与衔铁37一端通过螺纹连接，短衔铁接杆38与衔铁37另一端通过螺纹连接，并且长衔铁连接杆34和短衔铁连接杆38材料为不锈钢，应具有适当的隔磁功能。

如图6所示，所述隔热传力机构2主要由力传感器接杆39、隔热塞40、直线轴承41和间隙调整螺套42组成；4个直线轴承41分别插入至隔热塞40中间孔中，并且直线轴承41端面与隔热塞40端面齐平；间隙调整螺套42在左、右两部分具有左旋和右旋两种螺纹，左旋螺纹与力测试接头17连接，右旋螺纹与力传感器接杆39连接，力传感器接杆39与短衔铁连接杆38连接，实现衔铁37与静铁芯35的间隙调整。隔热传力机构2可以实现衔铁与静铁芯的间隙调整，并将电磁阀产生的电磁力输出给电磁力测试机构

如图7所示，电磁力测试机构14中的托板锁止装置主要由托板22和托板锁止螺钉43组成。不锁止时，托板锁止螺钉43拧出4—8mm，螺钉下表面与力传感器导轨21矩形凹槽分离。锁止时，托板锁止螺钉43至少拧入8mm，螺钉下表面与力传感器导轨21矩形凹槽接触产生托板停止所需阻力，在调整间隙完毕开始测试时，需要将托板22锁止。

工作过程：

利用换挡开关电磁阀高低温性能测试装置可以进行高低温环境下的电磁阀电磁力试验，主要包括试验件安装调试过程和试验测试过程。

首先，将2个高度调整机构15分别放于高低温环境箱10的底板平面和外界基准平台上，将电磁力测试机构14置于位于外界基准平台上的高度调整机构15，被测电磁阀及装夹机构12置于高低温环境箱10内的高度调整机构15上。然后，装配隔热传力机构13，将4个直线轴承41分别从2个隔热塞40的两侧插入隔热塞40内孔，直至直线轴承41外侧与隔热塞40端面齐平，将带有直线轴承41的隔热塞40插入高低温环境箱10的内外两侧，将力传感器接杆39插入隔热塞40的直线轴承41内孔，并延伸至高低温环境箱10内，在力传感器接杆39位于外界环境的一端通过螺纹与间隙调整螺套42连接，力测试接头17与间隙调整螺套42的另一端通过螺纹连接，力传感器接杆39可以自由滑动。

在高低温环境箱10内部，将被测电磁阀及装夹机构12放置在高度调整机构9上，位移测试机构11通过螺钉与被测电磁阀及装夹机构12相应位置连接，并且将位移测试机构11的测试端通过螺纹与位移传感器接杆27一端连接，轻微拉动短衔铁接杆38，位移测试机构11产生动作。将短衔铁接杆38一端与力传感器接杆39一端通过螺纹连接，此时，电磁力测试机构14和被测电磁阀及装夹机构12以及位移测试机构11通过各个部分的螺纹连接在一起。

检测与调整高低温环境箱10内外测试机构水平度，首先检测，被测电磁阀及装夹机构12中心高和里外间距垂直于图2横截面是否与电磁力测试机构14的力测试接头17中心高和里外间距垂直于图2横截面相差数值是否在允许误差范围内试验允许最大差为±0.5mm，如果超差，则通过薄铜皮和移动位置进行相应调整；如果不超差，则拉动托板22看是否运动自如，如有卡滞，需要继续微调。

将位移测试机构11和被测电磁阀及装夹机构12的信号电缆通过隔热走线机构16与测控系统连接，电磁力测试机构14的信号电缆从外界环境与测控系统连接，完成电源线缆的连接，将电磁阀驱动开关置于关闭状态，等待试验开始。

高低温环境箱10按照换挡开关电磁阀高低温电磁力试验要求，可以实现温度从-43℃—+135℃范围的试验需求温度调节，试验前，按照试验数据表中目标温度进行设置，待高低温环境箱10内的实测温度达到目标温度后，可以开始试验。

试验时首先开启测控系统，通过调整托板22前后距离实现工作气隙的调节，将托板22向左移动图2推动衔铁37移动直到无法运动为止，此时锁止托板锁止螺钉43，并记录位移测试机构11的显示数值为L0。随后按照试验测试记录表中的工作气隙数值ΔL，调整间隙调整螺套42直至位移测试机构11显示数值为L1=L0+ΔL，随后开启电磁阀驱动开关，被测电磁阀通电，记录电磁力测试机构14显示数值F1，则完成一组试验数据测试。重复上述测试步骤，完成全部试验数据测试。

试验完成后，关闭测控系统电源和电磁阀驱动电源，而后将高低温环境箱10目标温度调至常温，待实测温度达到常温后，开启高低温环境箱10舱门，检查各个测试机构是否运动正常，取出被测件。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置，其特征在于：该测试装置主要由电磁力测试机构（1）、隔热传力机构（2）、被测电磁阀及装夹机构（3）、位移测试机构（4）、隔热走线机构（5）、高温导线（6）、测控系统（7）、位于外界环境的高度调整机构（8）、位于高低温环境的高度调整机构（9）和高低温环境箱（10）组成，所述被测电磁阀及装夹机构（3）、位移测试机构（4）和位于高低温环境的高度调整机构（9）完全置于高低温环境箱（10）中，所述隔热传力机构（2）和隔热走线机构（5）的一部分位于高低温环境箱（10）中，其另一部分置于外界环境中，被测电磁阀及装夹机构（3）和位移测试机构（4）与隔热走线机构（5）分别通过高温导线（6）连接，其驱动与测试信号通过高温导线（6）与隔热走线机构（5）传递给位于外界的测控系统（7），同时电磁力测试机构（1）的供电与测试信号传递给测控系统（7），试验前需要调整位于外界环境的高度调整机构（8）和高低温环境箱（10）中的高度调整机构（9），以使电磁力测试机构（1）、被测电磁阀及装夹机构（3）和位移测试机构（4）三者中心等高，试验过程设定试验温度，通过测控系统（7）中的测试程序对测试过程进行控制，并记录试验过程中的电磁力—气隙的关系曲线，实现换挡开关电磁阀高低温环境性能测试。

2.根据权利要求1所述的宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置，其特征在于：所述电磁力测试机构（1）主要由力测试接头（17）、力传感器（18）、力传感器支架（19）、导轨支架（20）、力传感器导轨（21）、托板（22）、力传感器过渡板（23）和紧固螺钉（24）组成。所述力传感器支架（19）和导轨支架（20）通过焊接连接，力传感器导轨（21）和导轨支架（20）通过4个紧固螺钉连接，力传感器导轨（21）两侧具有矩形导轨凹槽，托板（22）下部两侧具有矩形块与力传感器导轨（21）矩形凹槽配合，实现自由滑动；力传感器过渡板（23）下表面通过4个紧固螺钉与托板（22）上表面连接，上表面通过4个紧固螺钉与力传感器（18）连接，实现力传感器（18）、力传感器过渡板（23）和托板（22）三者通过紧固螺钉（24）连接在一起；力测试接头（17）通过螺纹与力传感器（18）连接。

3.根据权利要求1所述的宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置，其特征在于：所述隔热传力机构（2）主要由力传感器接杆（39）、隔热塞（40）、直线轴承（41）和间隙调整螺套（42）组成；4个直线轴承（41）分别插入至隔热塞（40）中间孔中，并且直线轴承（41）端面与隔热塞（40）端面齐平；间隙调整螺套（42）在左、右两部分具有左旋和右旋两种螺纹，左旋螺纹与力测试接头（17）连接，右旋螺纹与力传感器接杆（39）连接，力传感器接杆（39）与短衔铁连接杆（38）连接，实现衔铁（37）与静铁芯（35）的间隙调整。

4.根据权利要求1所述的宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置，其特征在于：所述被测电磁阀装夹及位移测试机构（3）主要由被测电磁铁（25）、三爪卡盘（26）、位移传感器接杆（27）、卡盘连接螺钉（28）、位移传感器（29）、位移传感器夹子（30）、位移传感器锁紧螺钉（31）和卡盘支架（32）组成；所述被测电磁铁（25）由三爪卡盘（26）装夹，实现与位移传感器（29）的同心安装；三爪卡盘（26）通过3个卡盘连接螺钉（28）与卡盘支架（32）连接；位移传感器（29）被2个位移传感器夹子（30）包夹住，并且通过传感器缩进螺钉（31）适度锁紧，使得位移传感器（29）与位移传感器夹子（30）间无相对位移；位移传感器夹子（30）与卡盘支架（32）安装面通过螺钉连接或者焊接连接；位移传感器（29）头部通过螺纹与位移传感器接杆（27）一端连接，被测电磁铁（25）与位移传感器接杆（27）另一端螺纹连接；实现被测电磁铁衔铁运动带动位移传感器测杆运动，完成位移量测试。

5.根据权利要求1所述的宽温域换挡电磁阀电磁力测试装置，其特征在于：所述位移测试机构（4）满足在工作温度-43℃—135℃范围内，能够精确、可靠测量被测电磁阀衔铁与静铁芯间隙的变化。

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