CN109211480A - 一种自动补压的汽车空调管路试验系统 - Google Patents

一种自动补压的汽车空调管路试验系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动补压的汽车空调管路试验系统，包括中空密封的高低温试验箱，所述高低温试验箱中放置有汽车空调管路；所述汽车空调管路与压力传感器相连接，所述压力传感器用于实时检测汽车空调管路内部的压力值；所述汽车空调管路通过第一电磁阀与预设制冷剂提供装置相连通；所述汽车空调管路通过第二电磁阀与预设制冷剂提供装置相连通；所述汽车空调管路试验系统还包括综合控制器，分别与压力传感器和第二电磁阀相连接。本发明可以为汽车空调管路提供模拟现实环境的压力和温度环境，并且在高温且汽车空调管路产品内部的气压大于预设试验值时，自动泄压，保证其内部的气压维持在预设试验值，降低试验人员的工作强度，节约宝贵人力成本。

Description

一种自动补压的汽车空调管路试验系统
技术领域
本发明涉及产品可靠性试验技术领域，特别是涉及一种自动补压的汽车空调管路试验系统。
背景技术
目前，对于汽车内的空调用制冷剂，如果发生泄露，将会对人们的身体健康造成严重的伤害，并会污染环境。鉴于汽车内的空调用制冷剂主要在汽车空调管路中传输，因此，需要对汽车空调管路在高压、高温和低温环境下的密封性进行检测。
对于由胶管和铝管组成的汽车空调管路，在使用过程中，由于外界温度的高低变化，会使得胶管产生老化，造成胶管和铝管的连接处产生裂缝进而发生制冷剂泄露。为了考核汽车空调管路的可靠性，通过对其薄弱环节进行改进，提高汽车空调管路的使用寿命，需要施加模拟真实环境应力的温度和压力综合试验，考核汽车空调管路在高压、高温和低温环境下的密封性。
其中，整个汽车空调管路的高低温和压力循环试验，可以包括氦检试验、温度循环试验、保压试验、氦检试验、爆破试验等内容，在试验前进行氦检试验，是为了确保管路的密封性处于良好的状态。通过试验，来为汽车空调管路产品提供高、低温、高压的环境条件，考核汽车空调管路在高、低温、高压综合环境条件下的可靠性。在试验后，通过保压试验、氦检试验和爆破试验来检查试验件是否密封性良好。
对于现有的汽车空调管路试验系统，其为了模拟现实使用环境，在高压环境下同时进行低温和高温的密封性试验，需要在低温(如-40℃)环境下，给需要检测的汽车空调管路产品内部充入一定量的制冷剂(R134a制冷剂)，使得在高温(如125℃)环境下时，汽车空调管路产品内部能够产生预设试验值(例如2MPa)的压强，从而进一步通过试验操作，实现考核汽车空调管路在高压、高温和低温环境下的密封性。
例如，具体实现上，对于现有的汽车空调管路试验系统，其作为高压和温度循环综合实验系统，是在低温-40℃时，充入一定量的R134a制冷剂(一般偏高)，当温度升高到125℃时，观察与汽车空调管路相连的压力表的示数，如果示数明显高于2MPa，则手动泄压；如果示数低于2MPa，则待温度达到下一个循环的-40℃时，再次向空调管路中充入适量的R134a制冷剂。
但是，对于现有的汽车空调管路试验系统，其在高温(如125℃)环境下，如果汽车空调管路产品内部的气压大于预设试验值，需要通过人工的方式进行泄压，进一步增加了试验人员的工作强度。
此外，对于现有的汽车空调管路试验系统，其在低温(如-40℃)环境下，是采取人工的方式，向需要检测的汽车空调管路产品内部充入制冷剂，添加量不好控制，不仅增加了试验人员的工作强度，还容易使得充入的制冷剂过多或者过少，对应造成过压试验或者欠压试验。
另外，对于现有的汽车空调管路试验系统，由于受高、低温温度变化的影响，汽车空调管路中的管路与综合控制器等其它部件连接处可能存在缝隙，在试验过程中，会导致汽车空调管路中的制冷剂缓慢泄露，使得汽车空调管路中的压强低于预设试验值(例如低于2MPa)，无法保持在预设试验值的压强，从而造成欠压试验。
因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以为汽车空调管路提供模拟现实环境的压力和温度环境，并且在高温且汽车空调管路产品内部的气压大于预设试验值时，自动泄压，保证汽车空调管路产品内部的气压维持在预设试验值，从而降低试验人员的工作强度，节约宝贵的人力成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种自动补压的汽车空调管路试验系统，其可以在高温且汽车空调管路产品内部的气压大于预设试验值时，自动泄压，保证汽车空调管路产品内部的气压维持在预设试验值，从而降低试验人员的工作强度，节约宝贵的人力成本，有利于推广普及，具有重大的生产实践意义。
为此，本发明提供了一种自动补压的汽车空调管路试验系统，包括中空密封的高低温试验箱，所述高低温试验箱中放置有中空密封的汽车空调管路；
所述汽车空调管路与一个压力传感器相连接，所述压力传感器用于实时检测汽车空调管路内部的压力值；
所述汽车空调管路通过第一电磁阀与预设制冷剂提供装置相连通；
所述汽车空调管路通过第二电磁阀与一个预设制冷剂提供装置相连通；
所述汽车空调管路试验系统还包括综合控制器，综合控制器分别与压力传感器和第二电磁阀相连接，用于实时通过压力传感器获得汽车空调管路内部的压力值，将该压力值与预设试验值进行比较，当该压力值大于预设试验值时，发送开启控制信号给第二电磁阀，控制第二电磁阀打开，实现对汽车空调管路的排气泄压。
其中，所述预设制冷剂提供装置为预先存储有制冷剂的压力容器。
其中，所述汽车空调管路试验系统还包括称重传感器，与预设制冷剂提供装置相连接，用于实时检测预设制冷剂提供装置的质量值，然后发送给综合控制器；
高低温试验箱内设置有温度传感器，用于实时检测汽车空调管路所处的环境温度值，然后发送给综合控制器；
综合控制器，还分别与称重传感器、高低温试验箱内的温度传感器和第一电磁阀相连接，用于当汽车空调管路所处的环境温度值等于预设低温值时，发送开启控制信号给第一电磁阀，控制第一电磁阀打开，使得预设制冷剂提供装置向汽车空调管路充入制冷剂，并且实时根据称重传感器发来的预设制冷剂提供装置的质量值，统计获得预设制冷剂提供装置的质量值的变化量，该变化量等于预设制冷剂提供装置向汽车空调管路充入的制冷剂的质量，当预设制冷剂提供装置向汽车空调管路充入的制冷剂的质量等于预设质量值时，发送关闭控制信号给第一电磁阀，第一电磁阀关闭，停止向汽车空调管路充入制冷剂。
其中，所述称重传感器位于所述预设制冷剂提供装置的底部。
其中，所述综合控制器，还用于当汽车空调管路所处的环境温度值等于预设高温值时，将该压力值与预设试验值进行比较，当该压力值大于预设试验值时，发送开启控制信号给第二电磁阀，控制第二电磁阀打开，实现对汽车空调管路的排气泄压。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种自动补压的汽车空调管路试验系统，其可以为汽车空调管路提供模拟现实环境的压力和温度环境，并且在高温且汽车空调管路产品内部的气压大于预设试验值时，自动泄压，保证汽车空调管路产品内部的气压维持在预设试验值，从而降低试验人员的工作强度，节约宝贵的人力成本，有利于推广普及，具有重大的生产实践意义。
此外，对于本发明提供的自动补压的汽车空调管路试验系统，其可以在低温时，自动向汽车空调管路充入定量的制冷剂，保证汽车空调管路内部的压力。
附图说明
图1为本发明提供的一种自动补压的汽车空调管路试验系统的结构示意简图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，本发明提供了一种自动补压的汽车空调管路试验系统，其目的是为汽车空调管路提供模拟现实环境的压力和温度环境条件，其包括中空密封的高低温试验箱1，所述高低温试验箱1中放置有中空密封的汽车空调管路2；
所述汽车空调管路2与一个压力传感器3相连接，所述压力传感器3用于实时检测汽车空调管路2内部的压力值；
所述汽车空调管路2通过第一电磁阀4与预设制冷剂提供装置6相连通；
所述汽车空调管路2通过第二电磁阀5与一个预设制冷剂提供装置6相连通；
所述汽车空调管路试验系统还包括综合控制器7，综合控制器7分别与压力传感器3和第二电磁阀5相连接，用于实时通过压力传感器3获得汽车空调管路2内部的压力值，将该压力值与预设试验值进行比较，当该压力值大于预设试验值时，发送开启控制信号给第二电磁阀5，控制第二电磁阀5打开，实现对汽车空调管路2的排气泄压。
在本发明中，具体实现上，所述预设制冷剂提供装置6可以为预先存储有制冷剂的压力容器(例如，压力气瓶)。
在本发明中，具体实现上，所述高低温试验箱1可以为任意一种能够为试验提供规定温度环境条件的试验箱。例如可以为天津航天瑞莱科技有限公司北京分公司生产的、型号为TH15-1000D的高低温湿热试验箱，该试验箱能够实现的温度范围为：-70℃～150℃；相对湿度范围：20％RH(相对湿度)～98％RH；最大温变率：15℃/min，能够为温度和压力综合试验提供规定的温度环境条件。
在本发明中，需要说明的是，所述第一电磁阀4和第二电磁阀5均为开关电磁阀。其中，通过第一电磁阀4的打开和关闭，可以对应控制汽车空调管路2与预设制冷剂提供装置5之间的导通和断开，从而在导通时，可以控制向汽车空调管路2内部充入制冷剂。在第二电磁阀5打开时，可以将汽车空调管路2内部的制冷剂向外排出到外部的预设制冷剂提供装置6，从而对汽车空调管路2进行泄压。
对于本发明，需要说明的是，任意两个相邻的相互连通的部件之间，具体通过中空的管道相连通。
在本发明中，具体实现上，所述汽车空调管路试验系统还包括称重传感器8，与预设制冷剂提供装置6相连接，用于实时检测预设制冷剂提供装置6的质量值，然后发送给综合控制器7；
高低温试验箱1内设置有温度传感器，用于实时检测汽车空调管路2所处的环境温度值(即高低温试验箱1内的温度)，然后发送给综合控制器7
综合控制器7，还分别与称重传感器8、高低温试验箱1内的温度传感器和第一电磁阀4相连接，用于当汽车空调管路2所处的环境温度值等于预设低温值(如-40℃)时，发送开启控制信号给第一电磁阀4，控制第一电磁阀4打开，使得预设制冷剂提供装置6向汽车空调管路2充入制冷剂(也就是说，可以实现在低温环境下，自动补充充入制冷剂，实现自动补压，从而保证在高温时能够维持较高的压力)，并且实时根据称重传感器8发来的预设制冷剂提供装置6的质量值，统计获得预设制冷剂提供装置6的质量值的变化量，该预设制冷剂提供装置6的质量值的变化量等于预设制冷剂提供装置6向汽车空调管路2充入的制冷剂的质量，当预设制冷剂提供装置6向汽车空调管路2充入的制冷剂的质量等于预设质量值时，发送关闭控制信号给第一电磁阀4，第一电磁阀4关闭，停止向汽车空调管路2充入制冷剂。
具体实现上，所述称重传感器8，优选为位于所述预设制冷剂提供装置6的底部。
此外，具体实现上，综合控制器7，还可以用于当汽车空调管路2所处的环境温度值等于预设高温值(如125℃)时，将该压力值与预设试验值进行比较，当该压力值大于预设试验值时，发送开启控制信号给第二电磁阀5，控制第二电磁阀5打开，实现对汽车空调管路2的排气泄压。因此，本发明可以实现在高温且汽车空调管路产品内部的气压大于预设试验值时，自动泄压。
在本发明中，具体实现上，所述综合控制器7可以为一台工作计算机、可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。
为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例，来说明本发明的具体工作过程。
参见下表1所示，表1为某种汽车空调管路的试验条件表。
表1
为了进行如表1要求的试验，使得汽车空调管路的温度和内部压强满足试验的要求，具体过程如下：
首先，试验开始前，R134a制冷剂在高温125℃下转换成气体的换算公式、汽车空调管路的内部体积V，通过理论计算获得低温充入的R134a制冷剂的质量m。
需要说明的是，气体产生的压强的大小与气体的量n、气体的温度T成正比，与气体的体积v成反比，具有公式如下：
式中，m是指输入制冷剂的质量；P是指空调管路内部的期望压强，例如为2MPa；M是指R134a(主要成分是四氟乙烷，C2H2F4)的摩尔质量，例如为102.04g/mol；V是指汽车空调管路系统的内部体积；R是指通用气体常量，约为8.31441±0.00026J/(mol·K)；T是指汽车空调管路内部的温度，为393K。
然后，通过预试验确认，只要在低温充入的1.5倍m质量的R134a制冷剂，那么在125℃时，汽车空调管路内的压力能够实现在2MPa以上。
接着，试验开始时，第一电磁阀启动，从而向汽车空调管路中充入1.5倍m质量的3％容积(即汽车空调管路内部体积)的R134a制冷剂，当试验(如高压和温度循环综合试验)进行到高温125℃时，若压力传感器示数大于2MPa，则第二电磁阀启动，排气泄压，使汽车空调管路内压力保持在2MPa。
此外，由于汽车空调管路与外部综合控制器等其它部件的连接处受高、低温温度变化的影响，会存在缓慢泄压的现象，在每个循环中，当高压和温度循环综合试验进行到低温时，第一电磁阀启动，向汽车空调管路内充入1.5m的R134a制冷剂。当高压和温度循环综合试验进行到下一循环的高温时，若压力传感器示数大于2MPa，则第二电磁阀启动，排气泄压，使汽车空调管路内压力保持在2MPa。
基于以上技术方案可知，对于本发明提供的自动补压的汽车空调管路试验系统，其可应用于汽车空调管路的高压和温度循环综合试验，能够在低温(如-40℃)时自动充入定量的制冷剂(如1.5m的R134a制冷剂)，在高温(如125℃)时，如果汽车空调管路中压力高于预设试验值(如2MPa)，则能够自动泄压，始终将汽车空调管路内的压力保持在预设试验值。本发明可以用于考核汽车空调管路的在低温和高温环境下的耐高压性(如耐高压的密封性)，该系统具有结构相对简单、操作方便、测量精度高等优点。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种自动补压的汽车空调管路试验系统，其可以为汽车空调管路提供模拟现实环境的压力和温度环境，并且在高温且汽车空调管路产品内部的气压大于预设试验值时，自动泄压，保证汽车空调管路产品内部的气压维持在预设试验值，从而降低试验人员的工作强度，节约宝贵的人力成本，有利于推广普及，具有重大的生产实践意义。
此外，对于本发明提供的自动补压的汽车空调管路试验系统，其可以在低温时，自动向汽车空调管路充入定量的制冷剂，保证汽车空调管路内部的压力。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种自动补压的汽车空调管路试验系统，其特征在于，包括中空密封的高低温试验箱(1)，所述高低温试验箱(1)中放置有中空密封的汽车空调管路(2)；
所述汽车空调管路(2)与一个压力传感器(3)相连接，所述压力传感器(3)用于实时检测汽车空调管路(2)内部的压力值；
所述汽车空调管路(2)通过第一电磁阀(4)与预设制冷剂提供装置(6)相连通；
所述汽车空调管路(2)通过第二电磁阀(5)与一个预设制冷剂提供装置(6)相连通；
所述汽车空调管路试验系统还包括综合控制器(7)，综合控制器(7)分别与压力传感器(3)和第二电磁阀(5)相连接，用于实时通过压力传感器(3)获得汽车空调管路(2)内部的压力值，将该压力值与预设试验值进行比较，当该压力值大于预设试验值时，发送开启控制信号给第二电磁阀(5)，控制第二电磁阀(5)打开，实现对汽车空调管路(2)的排气泄压。
2.如权利要求1所述的自动补压的汽车空调管路试验系统，其特征在于，所述预设制冷剂提供装置(6)为预先存储有制冷剂的压力容器。
3.如权利要求1所述的自动补压的汽车空调管路试验系统，其特征在于，所述汽车空调管路试验系统还包括称重传感器(8)，与预设制冷剂提供装置(6)相连接，用于实时检测预设制冷剂提供装置(6)的质量值，然后发送给综合控制器(7)；
高低温试验箱(1)内设置有温度传感器，用于实时检测汽车空调管路(2)所处的环境温度值，然后发送给综合控制器(7)；
综合控制器(7)，还分别与称重传感器(8)、高低温试验箱(1)内的温度传感器和第一电磁阀(4)相连接，用于当汽车空调管路(2)所处的环境温度值等于预设低温值时，发送开启控制信号给第一电磁阀(4)，控制第一电磁阀(4)打开，使得预设制冷剂提供装置(6)向汽车空调管路(2)充入制冷剂，并且实时根据称重传感器(8)发来的预设制冷剂提供装置(6)的质量值，统计获得预设制冷剂提供装置(6)的质量值的变化量，该变化量等于预设制冷剂提供装置(6)向汽车空调管路(2)充入的制冷剂的质量，当预设制冷剂提供装置(6)向汽车空调管路(2)充入的制冷剂的质量等于预设质量值时，发送关闭控制信号给第一电磁阀(4)，第一电磁阀(4)关闭，停止向汽车空调管路(2)充入制冷剂。
4.如权利要求3所述的自动补压的汽车空调管路试验系统，其特征在于，所述称重传感器(8)位于所述预设制冷剂提供装置(6)的底部。
5.如权利要求1至4中任一项所述的自动补压的汽车空调管路试验系统，其特征在于，所述综合控制器(7)，还用于当汽车空调管路(2)所处的环境温度值等于预设高温值时，将该压力值与预设试验值进行比较，当该压力值大于预设试验值时，发送开启控制信号给第二电磁阀(5)，控制第二电磁阀(5)打开，实现对汽车空调管路(2)的排气泄压。
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