CN110374859A - 一种内循环空气泵寿命检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内循环空气泵寿命检测装置及方法，属于流体压力执行机构技术领域，其包括分配阀，分配阀具有进气口、出气口和空气弹簧口，内循环空气泵具有第一气嘴、第二气嘴以及带动泵工作的电机，进气口通过第一气路连接第二气嘴，第一气路中设置第一压力传感器，空气弹簧口中设置第二压力传感器，出气口通过第二气路连接储气罐，第二气路中设置第三压力传感器，储气罐中设置第四压力传感器。此装置通过监测其最终出气压力能否大于负载，并监测工作过程中电流、电压等参数是否仍然在其额定值范围内，判断内循环空气泵是否正常工作，并累计其正常工作的次数作为判定其寿命长短的体现项，从而自动完成内循环空气泵工作寿命的一致性的客观检测。

Description

一种内循环空气泵寿命检测装置及方法

技术领域

本发明属于流体压力执行机构技术领域，具体涉及一种内循环空气泵寿命检测装置及方法。

背景技术

随着汽车工业技术的发展，为了增强车辆行驶过程中的舒适性与平稳性，空气悬架系统得到了广泛应用。其利用空气弹簧缓冲来自车轮的振动，并根据路况实时调节空气弹簧的气量，依此来改变空气弹簧的高度，达到车体高度稳定的目的。

在实际应用中，由电磁阀切换空气弹簧的充放气状态。在空气弹簧需要升高时，电磁阀打开其充气支路，空气泵吸入外界空气后，增压压入空气弹簧，完成充气过程；当空气弹簧需要降低时，则电磁阀打开其放气嘴，将部分气体排向大气中。上述过程中，排气时空气弹簧将部分高压气体直接排入大气，充气时需要空气泵再次重新加压吸入的大气，这在一定程度上增大了空气泵的工作强度，延长了工作时间，既在一定程度上影响了车辆的舒适性，又造成了能源浪费。

于是，申请人研发了一款内循环空气泵，能够由储气罐收纳空气弹簧排出的气体，然后再加压该气体对空气弹簧充气，使得排出气体与大气相隔离，在储气罐与空气弹簧间循环流通，完成空气弹簧的充放气。在生产出内循环空气泵后，需要对其进行寿命检测，以了解内循环空气泵的性能及使用寿命情况，从而判定其是否能真正有效地为车辆的空气悬架系统服务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种内循环空气泵寿命检测装置及方法，能够自动通过各参数检测内循环空气泵的工作寿命。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种内循环空气泵寿命检测装置，包括电源装置、控制器和储气罐，其特征在于：

还包括分配阀，分配阀具有进气口、出气口和空气弹簧口，出气口中安装有OUT阀，空气弹簧口中安装有RR阀；内循环空气泵具有第一气嘴、第二气嘴以及带动泵工作的电机，电机的电源回路中设置电流传感器和电压传感器，第一气嘴中设置第一电磁阀，第二气嘴中设置第二电磁阀；

进气口通过第一气路连接第二气嘴，第一气路中设置第一压力传感器，

空气弹簧口中设置第二压力传感器，

出气口通过第二气路连接储气罐，第二气路中设置第三压力传感器，储气罐中设置第四压力传感器，

电源装置为第一电磁阀、第二电磁阀、分配阀和电机提供工作电源；

控制器中的程序包括以下模块：

（1）参数设置模块：接收T1、T2和T3的定时时间参数设定值，设定工作次数初始值和目标值，设定第一压力P1、第二压力P2、第三压力P3、第四压力P4以及电机回路中电流I和电压U各自的标准范围，并将各设定信息发送给存储模块，工作次数初始值为0；

（2）检测模块：接收第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器以及电机回路中工作电流和工作电压的检测信息，并将各检测信息传递给逻辑控制模块；

（3）定时模块：接收到逻辑控制模块的定时启动信号后，相应开始对T1、T2和T3的计时计算，定时时间到后将该信号通知给逻辑控制模块；

（4）逻辑控制模块：接收检测模块的检测信息，根据检测信息向定时模块发出相应的定时启动信号，在接收到定时模块返回的定时时间到的信号后发出控制信号，还判断第一压力P1、第二压力P2、第三压力P3、第四压力P4以及电机回路中电流I和电压U是否在各自的标准范围内，如果均在各自的标准范围内，则工作次数+1后存储进存储模块，并判断计算后的工作次数是否达到目标值，如果未达到则进入下一次检测工作，如果达到则完成此内循环空气泵的寿命检测；如果有超出其所在标准范围的，则完成此内循环空气泵的寿命检测；

（5）存储模块：存储参数设置模块发送来的信息和逻辑控制模块中的工作次数信息；

（6）输出模块：输出逻辑控制模块的控制信号。

进一步的，控制器中的程序还包括显示模块，用于显示检测模块的各检测信息和逻辑控制模块中的工作次数信息。

进一步的，第一压力P1的标准范围为不低于200psi，第二压力P2的标准范围为不低于200psi，第三压力P3的标准范围为不低于175psi，第四压力P4的标准范围为不低于175psi；电流I的标准范围为小于30A，电压U的标准范围为不超过12V。

进一步的，工作次数目标值为10000。

进一步的，T1的定时时间为5秒、T2的定时时间为15秒和T3的定时时间为10秒。

进一步的，所述储气罐上还设有泄压电磁阀，控制器监测到第四压力传感器的检测信号达到180psi时控制泄压电磁阀得电、低于180psi时则控制泄压电磁阀断电。

本发明还提供了一种利用上述装置检测内循环空气泵寿命的方法，待测内循环空气泵具有第一气嘴、第二气嘴以及带动泵工作的电机，第一气嘴中设置第一电磁阀，第二气嘴中设置第二电磁阀，其特征在于：第二气嘴通过第一气路连接分配阀的进气口， 分配阀的出气口通过第二气路连接储气罐，检测步骤如下：

（1）向储气罐内输入压缩空气，待储气罐内的压力P4达到175psi后，进行下面的正式检测步骤；

（2）控制电机和第二电磁阀得电运行时间T1后，控制分配阀中的出气阀和空气弹簧阀得电运行T2，然后检测第一气路中的气压P1、分配阀中空气弹簧口的气压P2、第二气路中的气压P3、储气罐内的气压P4、电机回路中的电流I及电压U，然后关闭电机、第二电磁阀、出气阀和空气弹簧阀的电源，接通第一电磁阀的电源；

（3）判断第一气路中的气压P1、分配阀中空气弹簧口的气压P2、第二气路中的气压P3、储气罐内的气压P4、电机回路中的电流I及电压U是否在各自的标准范围内，

如果均在各自的标准范围内，则此次工作正常，工作次数+1，判断计算后的工作次数是否达到目标次数，如果达到了目标次数，则该内循环空气泵的寿命检测结束；如果未达到目标次数，则在第一电磁阀得电T3后关闭第一电磁阀，重复步骤（2）～（3）；

如果存在不在其标准范围内的，则此次工作不正常，工作次数不变，该内循环空气泵的寿命检测结束。

进一步的，正式检测步骤中还包括控制储气罐泄压的步骤，监测到储气罐内的气压P4超过180 psi后，则打开设置在储气罐上的泄压电磁阀，当P4降至180psi后则关闭泄压电磁阀。

进一步的，第一压力P1的标准范围为不低于200psi，第二压力P2的标准范围为不低于200psi，第三压力P3的标准范围为不低于175psi，第四压力P4的标准范围为不低于175psi；电流I的标准范围为小于30A，电压U的标准范围为不超过12V。

进一步的，工作次数目标值为10000，T1的定时时间为5秒、T2的定时时间为15秒和T3的定时时间为10秒。

进一步的，内循环空气泵的具体结构见中国发明专利申请201910453802.0，在此不再具体阐述。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过填充有压缩气体的储气罐作为待测内循环空气泵的负载，监测其最终出气压力能否大于负载，并监测工作过程中电流、电压等参数是否仍然在其额定值范围内，判断内循环空气泵是否正常工作，并累计其正常工作的次数作为判定其寿命长短的体现项，从而自动完成内循环空气泵工作寿命的一致性的客观检测，为内循环空气泵更好地为空气悬架系统服务奠定基础。

2、采用具有特定功能程序的控制器作为整个检测过程的控制与决策者，能够有效、客观地显示电磁阀的检测结果，使得检测标准单一透明，便于操控。

3、由于内循环空气泵每工作一次后，通过接通第一电磁阀的工作电源一段时间，使得内循环空气泵的高压腔接通外界大气，恢复为常压状态，将其每次工作伊始统一到同一状态，提高每次检测的客观公正性。

4、本发明能大大提高内循环空气泵的检测质量与效率，为内循环空气泵的实际应用提供有利的工作可靠性依据。

附图说明

图1是本发明中检测装置的连接结构框图；

图2是控制器内安装程序的流程图；

图3是控制储气罐气压的子程序流程图。

图中标记：1、内循环空气泵；2、第一压力传感器；3、分配阀；4、第三压力传感器；5、储气罐；6、第四压力传感器；7、第二压力传感器；8、电源装置；9、电流传感器；10、电压传感器；11、第一气嘴；12、第二气嘴；13、泄压电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明的整体检测方法为：

（1）向储气罐5内输入压缩空气，待储气罐5内的压力P4达到175psi后，进行下面的正式检测步骤；

（2）控制电机和第二电磁阀得电运行时间T1后，控制分配阀3中的出气阀和空气弹簧阀得电运行T2，然后检测第一气路中的气压P1、分配阀3中连接右后轮空气弹簧的空气弹簧口的气压P2、第二气路中的气压P3、储气罐5内的气压P4、电机回路中的电流I及电压U，然后关闭电机、第二电磁阀、出气阀和空气弹簧阀的电源，接通第一电磁阀的电源；

（3）判断第一气路中的气压P1、分配阀3中空气弹簧口的气压P2、第二气路中的气压P3、储气罐5内的气压P4、电机回路中的电流I及电压U是否在各自的标准范围内，

如果均在各自的标准范围内，则此次工作正常，工作次数+1，判断计算后的工作次数是否达到目标次数，如果达到了目标次数，则该内循环空气泵1的寿命检测结束；如果未达到目标次数，则在第一电磁阀得电T3后关闭第一电磁阀，重复步骤（2）～（3）；

如果存在不在其标准范围内的，则此次工作不正常，工作次数不变，该内循环空气泵1的寿命检测结束。

进一步的，正式检测步骤中还包括控制储气罐5泄压的步骤，监测到储气罐5内的气压P4达到180 psi后，则打开设置在储气罐5上的泄压电磁阀13，当P4降至180psi后则关闭泄压电磁阀13。

进一步的，第一压力P1的标准范围为不低于200psi，第二压力P2的标准范围为不低于200psi，第三压力P3的标准范围为不低于175psi，第四压力P4的标准范围为不低于175psi；电流I的标准范围为小于30A，电压U的标准范围为不超过12V。

进一步的，工作次数目标值为10000，T1的定时时间为5秒、T2的定时时间为15秒和T3的定时时间为10秒。

如图1所示，本发明中所用分配阀3具有进气口、出气口和用于连接空气弹簧的空气弹簧口，其中出气口安装有OUT阀，空气弹簧口的数量为四个，分别对应连接车辆四个车轮的空气弹簧，按照其所连接的空气弹簧在车辆中的位置方位，依次在四个空气弹簧口中安装有RR阀、LR阀、RF阀、LF阀。待测的内循环空气泵1的具体结构见中国发明专利申请201910453802.0，由于其具体机构会被公布，故在此不再具体赘述。其具有第一气嘴11、第二气嘴12以及带动泵工作的电机，电机的电源回路中设置检测电流信息的电流传感器9和检测电压信息的电压传感器10，第一气嘴11中设置第一电磁阀，第二气嘴12中设置第二电磁阀。分配阀3的进气口通过第一气路连接第二气嘴12，第一气路中设置第一压力传感器2。

由于分配阀3具有四个连接空气弹簧的连接口，在实际应用中均是连接空气弹簧，为空气弹簧充气，为简化系统结构和节俭设备资源，本检测装置仅以连接右后轮空气弹簧的空气弹簧口为检测样例，在RR阀所在的空气弹簧口上设置了第二压力传感器7。分配阀3的进气口通过第一气路连接第二气嘴12、出气口通过第二气路连接储气罐5，第一气路中设置第一压力传感器2，第二气路中设置第三压力传感器4，储气罐5中设置第四压力传感器6，储气罐5上还设有泄压电磁阀13。由电源装置8为第一电磁阀、第二电磁阀、分配阀3和电机提供工作电源。

由控制器完成整个检测过程的控制与逻辑判断功能，此刻功能由特定的程序系统完成，该程序包括以下功能模块：

（1）参数设置模块：接收T1的定时时间参数设定值5秒，T2的定时时间参数设定值15秒，T3的定时时间参数设定值10秒；接收工作次数初始值0和目标值10000，设定第一压力P1的标准范围为不低于200 psi，第二压力P2的标准范围为不低于200 psi，第三压力P3的标准范围为不低于175 psi，第四压力P4的标准范围为不低于175 psi，电机回路中电流I标准范围为小于30A，电压U的标准范围为不超过12V，并将各设定信息发送给存储模块；

（2）检测模块：接收第一压力传感器2检测到的压力信号P1，第二压力传感器7检测到的压力信号P2，第三压力传感器4检测到的压力信号P3，第四压力传感器6检测到的压力信号P4，以及电流传感器9检测到的电机回路中工作电流I和电压传感器10检测到的电机回路中工作电压U，并将上述各检测信息传递给逻辑控制模块；

（3）定时模块：接收到逻辑控制模块的定时启动信号后，相应开始对T1、T2和T3进行计时计算，定时时间到后将该信号通知给逻辑控制模块；

（4）逻辑控制模块：接收检测模块的检测信息，根据检测信息向定时模块发出相应的定时启动信号，在接收到定时模块返回的定时时间到的信号后发出控制信号，还判断第一压力P1、第二压力P2、第三压力P3、第四压力P4以及电机回路中电流I和电压U是否在各自的标准范围内，如果均在各自的标准范围内，则工作次数+1后存储进存储模块，并判断计算后的工作次数是否达到目标值，如果未达到则进入下一次检测工作，如果达到则完成此内循环空气泵1的寿命检测；如果有超出其所在标准范围的，则完成此内循环空气泵1的寿命检测；当监测到第四压力传感器6的检测信号到达180psi时，向输出模块发出泄压电磁阀13得电的控制信号，继发出泄压电磁阀13得电的控制信号后，监测到第四压力传感器6的检测信号低于180psi时，则向输出模块发出泄压电磁阀13断电的控制信号；

（5）存储模块：存储参数设置模块发送来的信息和逻辑控制模块中的工作次数信息；

（6）输出模块：输出逻辑控制模块的控制信号；

（7）显示模块：用于显示检测模块的各检测信息和逻辑控制模块中的工作次数信息。

如图2所示，本发明的检测步骤如下：

（1）向储气罐5内输入压缩空气，当第四压力传感器6监测到储气罐5内的压力P4达到175psi后，进入下面的正式检测步骤；

（2）逻辑控制模块向输出模块发出电机和第二电磁阀的控制信号，同时向定时模块发出T1定时启动信号，定时模块开始对T1进行计时，待T1计时时间到5秒后，定时模块将定时时间到信号发送给逻辑控制模块，逻辑控制模块接收到该信号后，向输出模块发出分配阀3中的OUT阀和RR阀得电运行的控制信号，输出模块将该控制指令输出，使得OUT阀和RR阀得电运行，同时逻辑控制模块向定时模块发出T2定时启动信号，定时模块开始对T2进行计时，待T2计时时间到15秒后，定时模块将定时时间到信号发送给逻辑控制模块，逻辑控制模块接收到该信号后，读取检测模块中第一气路中的气压P1、分配阀3中空气弹簧口的气压P2、第二气路中的气压P3、储气罐5内的气压P4、电机回路中的电流I及电压U，然后发出关闭电机、第二电磁阀、OUT阀和RR阀电源的控制信号，还发出接通第一电磁阀电源的控制信号，输出模块将控制信号输出，使得电机、第二电磁阀、OUT阀和RR阀断电，第一电磁阀得电，并向定时模块发出T3定时启动信号，定时模块开始对T3进行计时；

（3）逻辑控制模块判断第一气路中的气压P1、分配阀3中空气弹簧口的气压P2、第二气路中的气压P3、储气罐5内的气压P4、电机回路中的电流I及电压U是否在各自的标准范围内，

如果均在各自的标准范围内，则此次工作正常，工作次数+1，判断计算后的工作次数是否达到目标次数，如果达到了目标次数，则该内循环空气泵1的寿命检测结束；如果未达到目标次数，则待T3计时时间到10秒后，定时模块将定时时间到信号发送给逻辑控制模块，逻辑控制模块接收到该定时时间到信号后，向输出模块发出关闭第一电磁阀的控制信号，输出模块将该控制信号输出，关闭第一电磁阀，然后重复步骤（2）～（3）；

如果存在不在其标准范围内的，则此次工作不正常，工作次数不变，该内循环空气泵1的寿命检测结束。

如图3所示，在上述正式检测步骤中，当逻辑控制模块监测到储气罐5内的气压P4达到180 psi后，则向输出模块发出打开设置在储气罐5上的泄压电磁阀13的控制信号，打开泄压电磁阀13；继后当P4降至180psi后则向输出模块发出关闭泄压电磁阀13的控制信号，关闭泄压电磁阀13。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种内循环空气泵寿命检测装置，包括电源装置、控制器和储气罐，其特征在于：

还包括分配阀，分配阀具有进气口、出气口和空气弹簧口，出气口中安装有OUT阀，空气弹簧口中安装有RR阀；内循环空气泵具有第一气嘴、第二气嘴以及带动泵工作的电机，电机的电源回路中设置电流传感器和电压传感器，第一气嘴中设置第一电磁阀，第二气嘴中设置第二电磁阀；

进气口通过第一气路连接第二气嘴，第一气路中设置第一压力传感器，

空气弹簧口中设置第二压力传感器，

出气口通过第二气路连接储气罐，第二气路中设置第三压力传感器，储气罐中设置第四压力传感器，

电源装置为第一电磁阀、第二电磁阀、分配阀和电机提供工作电源；

控制器中的程序包括以下模块：

（1）参数设置模块：接收T1、T2和T3的定时时间参数设定值，设定工作次数初始值和目标值，设定第一压力P1、第二压力P2、第三压力P3、第四压力P4以及电机回路中电流I和电压U各自的标准范围，并将各设定信息发送给存储模块，工作次数初始值为0；

（2）检测模块：接收第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器以及电机回路中工作电流和工作电压的检测信息，并将各检测信息传递给逻辑控制模块；

（3）定时模块：接收到逻辑控制模块的定时启动信号后，相应开始对T1、T2和T3的计时计算，定时时间到后将该信号通知给逻辑控制模块；

（4）逻辑控制模块：接收检测模块的检测信息，根据检测信息向定时模块发出相应的定时启动信号，在接收到定时模块返回的定时时间到的信号后发出控制信号，还判断第一压力P1、第二压力P2、第三压力P3、第四压力P4以及电机回路中电流I和电压U是否在各自的标准范围内，如果均在各自的标准范围内，则工作次数+1后存储进存储模块，并判断计算后的工作次数是否达到目标值，如果未达到则进入下一次检测工作，如果达到则完成此内循环空气泵的寿命检测；如果有超出其所在标准范围的，则完成此内循环空气泵的寿命检测；

（5）存储模块：存储参数设置模块发送来的信息和逻辑控制模块中的工作次数信息；

（6）输出模块：输出逻辑控制模块的控制信号。

2.按照权利要求1所述的内循环空气泵寿命检测装置，其特征在于：控制器中的程序还包括显示模块，用于显示检测模块的各检测信息和逻辑控制模块中的工作次数信息。

3.按照权利要求2所述的内循环空气泵寿命检测装置，其特征在于：第一压力P1的标准范围为不低于200psi，第二压力P2的标准范围为不低于200psi，第三压力P3的标准范围为不低于175psi，第四压力P4的标准范围为不低于175psi；电流I的标准范围为小于30A，电压U的标准范围为不超过12V。

4.按照权利要求3所述的内循环空气泵寿命检测装置，其特征在于：工作次数目标值为10000。

5.按照权利要求4所述的内循环空气泵寿命检测装置，其特征在于：T1的定时时间为5秒、T2的定时时间为15秒和T3的定时时间为10秒。

6.按照权利要求1至5任一所述的内循环空气泵寿命检测装置，其特征在于：所述储气罐上还设有泄压电磁阀，控制器监测到第四压力传感器的检测信号达到180psi时控制泄压电磁阀得电、低于180psi时则控制泄压电磁阀断电。

7.一种内循环空气泵寿命检测方法，待测内循环空气泵具有第一气嘴、第二气嘴以及带动泵工作的电机，第一气嘴中设置第一电磁阀，第二气嘴中设置第二电磁阀，其特征在于：第二气嘴通过第一气路连接分配阀的进气口， 分配阀的出气口通过第二气路连接储气罐，检测步骤如下：

（1）向储气罐内输入压缩空气，待储气罐内的压力P4达到175psi后，进行下面的正式检测步骤；

（2）控制电机和第二电磁阀得电运行时间T1后，控制分配阀中的出气阀和空气弹簧阀得电运行T2，然后检测第一气路中的气压P1、分配阀中空气弹簧口的气压P2、第二气路中的气压P3、储气罐内的气压P4、电机回路中的电流I及电压U，然后关闭电机、第二电磁阀、出气阀和空气弹簧阀的电源，接通第一电磁阀的电源；

（3）判断第一气路中的气压P1、分配阀中空气弹簧口的气压P2、第二气路中的气压P3、储气罐内的气压P4、电机回路中的电流I及电压U是否在各自的标准范围内，

如果均在各自的标准范围内，则此次工作正常，工作次数+1，判断计算后的工作次数是否达到目标次数，如果达到了目标次数，则该内循环空气泵的寿命检测结束；如果未达到目标次数，则在第一电磁阀得电T3后关闭第一电磁阀，重复步骤（2）～（3）；

如果存在不在其标准范围内的，则此次工作不正常，工作次数不变，该内循环空气泵的寿命检测结束。

8.按照权利要求7所述的内循环空气泵寿命检测方法，其特征在于：正式检测步骤中还包括控制储气罐泄压的步骤，监测到储气罐内的气压P4达到180 psi后，则打开设置在储气罐上的泄压电磁阀，当P4降至180psi后则关闭泄压电磁阀。

9.按照权利要求8所述的内循环空气泵寿命检测方法，其特征在于：第一压力P1的标准范围为不低于200psi，第二压力P2的标准范围为不低于200psi，第三压力P3的标准范围为不低于175psi，第四压力P4的标准范围为不低于175psi；电流I的标准范围为小于30A，电压U的标准范围为不超过12V。

10.按照权利要求9所述的内循环空气泵寿命检测方法，其特征在于：工作次数目标值为10000，T1的定时时间为5秒、T2的定时时间为15秒和T3的定时时间为10秒。