CN111766060B - 一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置和测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置和测试方法，包括气源、气动回路、阀门、传感器、信号处理单元和控制单元构成的测试装置；通过对自动调压阀进行包括功能测试、静态性能测试、动态性能测试、气密性测试、泄漏量测试和制动气室制动力测试的台架测试，避免了实车检测的高风险性，提高了测试效率，保证了测试的一致性。本发明在装车前对自动调压阀进行检查，通过测试不断修改自动调压阀的参数以提高性能，使自动调压阀满足商用车电控气压制动系统所需的实时、快速、独立和精确的要求，从而缩短商用车电控气压制动系统的制动响应时间并且提高其可靠性。本发明实时采集和显示自动调压阀的数据，操作方便；检测过程自动化程度高。

Description

一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置和测试方法

技术领域

本发明属于机动车制动技术领域，具体涉及一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置和测试方法。

背景技术

商用车的安全性、稳定性和平顺性是道路运输行业关注的重点，气压制动系统是决定商用车制动性能的核心模块，是避免交通事故最重要的装置之一。近年来，国内外商用车的电控气压制动系统(EBS，Electronic Braking System)有了较大的发展，并逐渐装备到商用车辆上，改善了制动性能，增强了商用车的安全性。

自动调压阀作为商用车电控气压制动系统中最核心的元器件，需要满足实时、快速、独立以及精确的调压需求，同时也要满足“故障导向安全”的功能需求，增加系统可靠性。

申请号为“201910082462.5”、公布号为“CN109733364A”的中国发明专利公开了一种车辆电控气压制动系统用自动调压阀及控制方法，包括上阀体、下阀体、高速进气阀、高速排气阀和单向阀，下阀体与上阀体连接，高速进气阀和高速排气阀分别设置于上阀体的两侧；上阀体内设有控制腔，控制腔内设有活塞，上阀体还设有高速进气口b、高速排气口c和控制进气口a，高速进气口b通过高速进气阀与控制腔连接，高速排气口c通过高速排气阀与控制腔连接，单向阀与控制进气口a连接；下阀体内设有进气腔，进气腔内设有继动阀，继动阀的两侧分别设有进气口d和出气口e，控制腔的进气室与继动阀的控制端连接。自动调压阀用于实现输出口增压、保压和减压功能，并对汽车制动气室压力快速自动化调节，减小气压制动系统的传输延时，提高车辆制动的安全性。

自动调压阀在装车之前，应当进行密封性、压力响应特性、流量特性以及耐久性等测试。若直接采用实车测试，不仅耗时耗力，而且效率低、风险高，因此亟需开发一种自动调压阀的检测装置，用于保障自动调压阀的功能与性能满足装车需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置和测试方法，用于高效、低风险地测试电控气压制动系统的自动调压阀。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置，包括气源、气动回路、阀门、传感器、消音器和信号处理单元；气源用于向气动回路供气；气动回路包括气动主干路和自动调压阀测试支路；气动主干路的进气口与气源的出气口连接，用于稳定气压、控制供气和调节供气压力；自动调压阀测试支路包括控制进气支路、高速进气支路、高速排气支路、进气支路和出气支路，控制进气支路、高速进气支路和高速排气支路用于测试待测的自动调压阀的控制腔的气密性，进气支路和出气支路用于测试待测的自动调压阀的进气腔的气密性；控制进气支路的进气口与气动主干路的出气口连接，控制进气支路的出气口与待测的自动调压阀的控制进气口a连接；高速进气支路的进气口与气动主干路的出气口连接，高速进气支路的出气口与待测的自动调压阀的高速进气口b连接；高速排气支路的进气口与待测的自动调压阀的高速排气口c连接；进气支路的进气口与气动主干路的出气口连接，进气支路的出气口与待测的自动调压阀的进气口d连接；出气支路的进气口与待测的自动调压阀的出气口e连接；阀门包括第一电气比例阀、第二电气比例阀、第一截止阀、第二截止阀、第五截止阀和第八截止阀，以及待测的自动调压阀的高速进气阀和高速排气阀，电气比例阀用于模拟人工干预制动，截止阀用于模拟电控调压；第一电气比例阀串联在控制进气支路中；第二电气比例阀和第八截止阀依次串联在高速进气支路中；第二截止阀的一侧连接高速排气支路的出气口，第二截止阀的另一侧连接用于减小排气声音的消音器；第一截止阀串联在进气支路中；第五截止阀的一侧连接出气支路的出气口；高速进气阀和高速排气阀分别设置在待测的自动调压阀的高速进气口b和高速排气口c处；传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器；第一压力传感器设置在待测的自动调压阀的进气腔内，第一压力传感器用于测量进气腔内的气体压力；第二压力传感器设置在待测的自动调压阀的出气口e处，第二压力传感器用于测量待测的自动调压阀的出气口e处气体压力；信号处理单元包括数据采集电路、滤波电路和继电器；滤波电路的信号输入端与传感器的信号输出端连接，滤波电路的信号输出端与数据采集电路的模数转换接口连接，滤波电路用于平滑输入数据采集电路的信号；继电器的线圈与数据采集电路的数模转换接口连接，继电器的触点与阀门的受控端连接，继电器用于根据收到的信号调节阀门的开闭或通气量；数据采集电路的信号收发端与上位机的信号收发端连接，数据采集电路用于向上位机发送传感器数据并接收上位机的控制信号。

按上述方案，气动主干路包括依次串联的气动三联件、储气罐、开关阀和精密减压阀；气动三联件用于过滤气体中的残渣和水分；储气罐用于储存气体和稳定测试过程中的气压；开关阀是测试装置的供气总开关；精密减压阀用于控制气动回路的供气压力。

按上述方案，还包括流量测试回路；流量测试回路包括高速进气口流量测试回路和进气口流量测试回路；高速进气口流量测试回路并联在第八截止阀的两侧，用于测量待测的自动调压阀的高速进气口b的流量；进气口流量测试回路并联在第一截止阀的两侧，用于测量待测的自动调压阀的进气口d的流量；阀门还包括第三截止阀、第四截止阀、第六截止阀和第七截止阀，传感器还包括第一流量传感器和第二流量传感器；第六截止阀、第二流量传感器和第七截止阀依次串联在高速进气口流量测试回路中；第三截止阀、第一流量传感器和第四截止阀依次串联在进气口流量测试回路中。

按上述方案，还包括制动气室，传感器还包括力传感器和第三压力传感器；第五截止阀的另一侧依次串联制动气室和第三压力传感器，力传感器设置在制动气室上；第三压力传感器用于测量制动气室的气体压力，力传感器用于测量制动气室充气过程中的推杆力。

进一步的，还包括控制单元、输入单元和输出单元；控制单元的信号收发端与信号处理单元的信号收发端连接，控制单元用于接收和处理传感器数据并发送阀门控制信号；输入单元的信号输出端与控制单元的信号输入端连接，输入单元用于将用户操作转换为控制信号发送给控制单元；控制单元的信号输出端与输出单元的信号输入端连接，输出单元用于将控制单元输出的数据显示给用户。

进一步的，还包括测试台，测试台包括专用支架、绝缘操作台和框架；专用支架包括开关阀支架、截止阀支架、电气比例阀支架、制动气室支架和力传感器支架，分别用于通过紧固件将开关阀、截止阀、电气比例阀、制动气室和力传感器固定在绝缘操作台上，使气动回路在同一平面，增加气路的平顺性；绝缘操作台包括绝缘垫和台架面板；绝缘垫铺设在专用支架和台架面板之间用于绝缘以确保测试过程的用电安全；台架面板用于固定专用支架和待测的自动调压阀在同一平面内；框架包括通过三角连接件连接的型材，用于支撑绝缘操作台。

一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置的测试方法，包括以下步骤：

S1：搭建测试装置，通过三角连接件连接型材构成框架并支撑在台架面板下方；将绝缘垫铺设在台架面板上构成绝缘操作台；通过紧固件和专用支架将开关阀、截止阀、电气比例阀、制动气室、力传感器和待测的自动调压阀固定在绝缘操作台上；将气动三联件、储气罐、开关阀和精密减压阀依次串联构成气动主干路；连接气动主干路的进气口与气源的出气口，连接控制进气支路的进气口与气动主干路的出气口，连接控制进气支路的出气口与待测的自动调压阀的控制进气口a，将第一电气比例阀串联在控制进气支路中；连接高速进气支路的进气口与气动主干路的出气口，连接高速进气支路的出气口与待测的自动调压阀的高速进气口b，将第二电气比例阀和第八截止阀依次串联在高速进气支路中；连接高速排气支路的进气口与待测的自动调压阀的高速排气口c，连接高速排气支路的出气口与第二截止阀的一侧，连接第二截止阀的另一侧与消音器；连接进气支路的进气口与气动主干路的出气口，连接进气支路的出气口与待测的自动调压阀的进气口d，将第一截止阀串联在进气支路中；连接出气支路的进气口与待测的自动调压阀的出气口e，连接出气支路的出气口与第五截止阀的一侧，将第五截止阀的另一侧依次串联制动气室和第三压力传感器，将力传感器设置在制动气室上；将第一压力传感器设置在待测的自动调压阀的进气腔内；将第二压力传感器设置在待测的自动调压阀的出气口e处；将第六截止阀、第二流量传感器和第七截止阀依次串联在高速进气口流量测试回路中，将高速进气口流量测试回路并联在第八截止阀的两侧；将第三截止阀、第一流量传感器和第四截止阀依次串联在进气口流量测试回路中，将进气口流量测试回路并联在第一截止阀的两侧；分别连接滤波电路的信号输入端与第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、力传感器的信号输出端，连接滤波电路的信号输出端与数据采集电路的模数转换接口；连接继电器的线圈与数据采集电路的数模转换接口，分别连接继电器的触点与第一电气比例阀、第二电气比例阀、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀、第七截止阀、第八截止阀、待测的自动调压阀的高速进气阀和高速排气阀的受控端；连接数据采集电路的信号收发端与控制单元的信号收发端；连接输入单元的信号输出端与控制单元的信号输入端；连接控制单元的信号输出端与输出单元的信号输入端；

S2：排放各处冷凝水，关闭所有截止阀使测试装置的各处输出压力为零，关闭油雾器的节流阀；试运转测试装置；

S3：启动测试装置，通过输入单元向控制单元输入控制参数，控制单元通过信号处理单元将控制参数发送给气动回路的各元件；

S4：气动回路的各元件根据收到的控制参数运行，对待测的自动调压阀依次进行包括功能测试、静态性能测试、动态性能测试、气密性测试、泄漏量测试和制动气室制动力测试的测试。

进一步的，所述的步骤S4中，具体步骤为：

S41：功能测试：通过气源向气动回路供气，经气动三联件过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀调节供气压力，打开所有截止阀，依次进行电控失效制动测试、电控制动测试和耦合制动测试；

S42：静态性能测试：通过控制单元设定目标压力，按照步骤S41进行测试并采集第一压力传感器的压力值，验证待测的自动调压阀的出口压力与目标压力是否一致；

S43：动态性能测试：通过控制单元不断改变目标压力，按照步骤S41进行测试并采集第一压力传感器的压力值，验证待测的自动调压阀的动态调压能力以及响应速度是否满足要求；

S44：气密性测试：通过气源向气动回路供气，经气动三联件过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀调节供气压力，打开第一截止阀，向待测的自动调压阀供气，达到目标压力后稳压1分钟，关闭待测的自动调压阀的控制进气口a、高速进气口b、高速排气口c、进气口d和出气口e，记录5分钟内待测的自动调压阀的出气口e与控制腔的压力降值，验证待测的自动调压阀是否满足气密性要求；

S45：泄漏量测试：依次对待测的自动调压阀的控制腔和进气腔进行泄漏量测试；

S46：制动气室制动力测试：按照步骤S41进行测试并采集力传感器的力信号，通过控制单元的制动力计算模型计算分析待测的自动调压阀在调压过程中的制动力变化数据。

进一步的，所述的步骤S41中，具体步骤为：

S411：电控失效制动测试：控制单元仅向第一电气比例阀发送控制信号，使第一电气比例阀模拟踏板阀调节待测的自动调压阀的出口压力；向待测的自动调压阀的控制进气口a通气，控制单元采集第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的压力值；

S412：电控制动测试：控制单元仅向第二电气比例阀发送控制信号，向待测的自动调压阀的高速进气口b通气；待测的自动调压阀的高速进气阀和高速排气阀分别根据控制单元发送的控制信号调节待测的自动调压阀的出口压力，控制单元采集第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器的压力值；

S413：耦合制动测试：控制单元分别向第一电气比例阀和第二电气比例阀发送控制信号，第一电气比例阀模拟踏板阀向待测的自动调压阀的控制进气口a、高速进气口b通气，待测的自动调压阀的高速进气阀和高速排气阀分别根据控制单元发送的控制信号调节待测的自动调压阀的出口压力，控制单元采集第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的压力值验证待测的自动调压阀是否实现了调压功能。

进一步的，所述的步骤S45中，具体步骤为：

S451：控制腔的泄漏量测试：通过气源向气动回路供气，经气动三联件过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀调节供气压力，打开所有截止阀；向待测的自动调压阀供气，达到目标压力且压力稳定后，关闭第二截止阀和第八截止阀，使待测的自动调压阀的控制腔处于封闭状态但仍可继续供气，采集第二流量传感器的流量信号即为待测的自动调压阀的控制腔的泄漏量；

S452：进气腔的泄漏量测试：通过气源向气动回路供气，经气动三联件过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀调节供气压力，打开所有截止阀；向待测的自动调压阀供气，达到目标压力且压力稳定后，关闭第一截止阀和第五截止阀，使待测的自动调压阀的下腔体处于封闭状态但仍可继续供气，采集第一流量传感器的流量信号即为待测的自动调压阀的进气腔的泄漏量。

本发明的有益效果为：

1.本发明的一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置和测试方法通过对自动调压阀进行台架测试，避免了实车检测的高风险性，提高了测试效率，保证了测试的一致性。

2.本发明在装车前对自动调压阀进行检查，通过测试不断修改自动调压阀的参数以提高性能，使自动调压阀满足商用车电控气压制动系统所需的实时、快速、独立和精确的要求，从而缩短商用车电控气压制动系统的制动响应时间并且提高其可靠性。

3.本发明实时采集和显示自动调压阀的各项性能指标数据，操作方便；整个检测过程的自动化程度高，满足了商用车电控气压制动系统(EBS)自动调压阀的功能及性能测试需求，促进了商用车电控气压制动系统(EBS)技术的发展。

附图说明

图1是本发明实施例的功能框图。

图2是本发明实施例的电气连接图。

图3是本发明实施例的立体图。

图4是本发明实施例的俯视图。

图5是本发明实施例的左视图。

图中：1.气源；2.气动三联件；3.储气罐；4.开关阀；5.精密减压阀；6.第一电气比例阀；7.第二电气比例阀；8.待测的自动调压阀；9.第一截止阀；10.第二截止阀；11.第三截止阀；12.第一流量传感器；13.第四截止阀；14.消音器；15.第一压力传感器；16.第二压力传感器；17.第五截止阀；18.第六截止阀；19.第二流量传感器；20.第七截止阀；21.制动气室；22.第三压力传感器；23.力传感器；24.NI采集卡；25.工控机；26.第八截止阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，本发明的实施例的一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置包括测试台、气源1、气动回路、制动气室21、阀门、传感器、消音器14、信号处理单元和工控机25；

参见图3至图5，测试台包括专用支架、绝缘操作台和框架；专用支架采用304不锈钢材质，包括开关阀支架、截止阀支架、电气比例阀支架、制动气室支架和力传感器支架，分别用于通过螺栓将开关阀4、截止阀、电气比例阀、制动气室21和力传感器23固定在绝缘操作台上，使气动回路在同一平面，增加气路的平顺性；绝缘操作台包括绝缘橡胶垫和台架面板，台架面板采用304不锈钢材质，绝缘橡胶垫铺设在专用支架和台架面板之间用于绝缘以确保测试过程的用电安全；台架面板用于固定专用支架和待测的自动调压阀8在同一平面内；框架包括通过三角连接件连接的铝合金型材，用于支撑绝缘操作台。测试台使测试装置美观清晰、管路平顺、让实验结果可信度更高。

气源1用于向气动回路供气，气压约为1MPa；气动回路包括气动主干路和自动调压阀测试支路，气动回路的各主干路、支路间通过PA管、弯头、三通等部件连接。

气动主干路的进气口与气源1的出气口连接，用于稳定气压、控制供气和调节供气压力；气动主干路包括依次串联的气动三联件2、储气罐3、开关阀4和精密减压阀5；气动三联件2用于过滤气体中的残渣和水分；储气罐3用于储存气体和稳定测试过程中的气压；开关阀4是测试装置的供气总开关；精密减压阀5用于控制气动回路的供气压力。

自动调压阀测试支路包括控制进气支路、高速进气支路、高速排气支路、进气支路、出气支路和流量测试回路；控制进气支路、高速进气支路和高速排气支路用于测试待测的自动调压阀8的控制腔的气密性，进气支路和出气支路用于测试待测的自动调压阀8的进气腔的气密性。

阀门包括第一电气比例阀6、第二电气比例阀7、第一截止阀9、第二截止阀10、第三截止阀11、第四截止阀13、第五截止阀17、第六截止阀18、第七截止阀20和第八截止阀26，以及待测的自动调压阀8的高速进气阀和高速排气阀，电气比例阀用于模拟人工干预制动，截止阀用于模拟电控调压。

传感器包括第一压力传感器15、第二压力传感器16、第三压力传感器22、力传感器23、第一流量传感器12和第二流量传感器19。

控制进气支路的进气口与气动主干路的出气口连接，控制进气支路的出气口与待测的自动调压阀8的控制进气口a连接，第一电气比例阀6串联在控制进气支路中。

高速进气支路的进气口与气动主干路的出气口连接，高速进气支路的出气口与待测的自动调压阀8的高速进气口b连接，第二电气比例阀7和第八截止阀26依次串联在高速进气支路中。

高速排气支路的进气口与待测的自动调压阀8的高速排气口c连接，高速排气支路的出气口连接第二截止阀10的一侧，第二截止阀10的另一侧连接用于减小排气声音的消音器14。

进气支路的进气口与气动主干路的出气口连接，进气支路的出气口与待测的自动调压阀8的进气口d连接，第一截止阀9串联在进气支路中。

出气支路的进气口与待测的自动调压阀8的出气口e连接，出气支路的出气口连接第五截止阀17的一侧；第五截止阀17的另一侧依次串联制动气室21和第三压力传感器22，力传感器23设置在制动气室21上；第三压力传感器22用于测量制动气室的气体压力，力传感器23用于测量制动气室21充气过程中的推杆力并发送给工控机25的主机，主机通过制动力估算方法得到测试过程中制动气室21产生的制动力值。

在待测的自动调压阀8中，高速进气阀和高速排气阀分别设置在高速进气口b和高速排气口c处；第一压力传感器15设置在待测的自动调压阀8的进气腔内，第一压力传感器15用于测量进气腔内的气体压力；第二压力传感器16设置在待测的自动调压阀8的出气口e处，第二压力传感器16用于测量待测的自动调压阀8的出气口e处气体压力；

流量测试回路包括高速进气口流量测试回路和进气口流量测试回路；高速进气口流量测试回路并联在第八截止阀26的两侧，用于测量待测的自动调压阀8的高速进气口b的流量；进气口流量测试回路并联在第一截止阀9的两侧，用于测量待测的自动调压阀8的进气口d的流量；第六截止阀18、第二流量传感器19和第七截止阀20依次串联在高速进气口流量测试回路中；第三截止阀11、第一流量传感器12和第四截止阀13依次串联在进气口流量测试回路中。

参见图2，信号处理单元包括NI采集卡24、滤波电路和继电器；滤波电路的信号输入端与传感器的信号输出端连接，滤波电路的信号输出端通过接线端子与NI采集卡24的模数转换接口连接，滤波电路用于平滑输入NI采集卡24的信号；继电器的线圈通过接线端子与NI采集卡24的数模转换接口连接，继电器的触点与阀门的受控端连接，继电器用于根据收到的信号调节阀门的开闭或通气量；NI采集卡24的信号收发端与工控机25的主机的信号收发端连接，NI采集卡24用于向主机发送传感器数据并接收主机的控制信号。

工控机25包括主机、显示器、扬声器和键盘、鼠标；主机用于接收和处理传感器数据并发送阀门控制信号；键盘、鼠标的信号输出端与主机的信号输入端连接，键盘、鼠标用于将用户操作转换为控制信号发送给主机；主机的信号输出端与显示器、扬声器的信号输入端连接，显示器、扬声器用于将主机输出的数据显示或发声给用户。

一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置的测试方法，包括以下步骤：

S1：搭建测试装置，

通过三角连接件连接型材构成框架并支撑在台架面板下方；

将绝缘垫铺设在台架面板上构成绝缘操作台；

通过螺栓和专用支架分别将开关阀4、截止阀、电气比例阀、制动气室21、力传感器23和待测的自动调压阀8固定在绝缘操作台上；

将气动三联件2、储气罐3、开关阀4和精密减压阀5依次串联构成气动主干路；

连接气动主干路的进气口与气源1的出气口，

连接控制进气支路的进气口与气动主干路的出气口，

连接控制进气支路的出气口与待测的自动调压阀8的控制进气口a，

将第一电气比例阀6串联在控制进气支路中；

连接高速进气支路的进气口与气动主干路的出气口，

连接高速进气支路的出气口与待测的自动调压阀8的高速进气口b，

将第二电气比例阀7和第八截止阀26依次串联在高速进气支路中；

连接高速排气支路的进气口与待测的自动调压阀8的高速排气口c，

连接高速排气支路的出气口与第二截止阀10的一侧，

连接第二截止阀10的另一侧与消音器14；

连接进气支路的进气口与气动主干路的出气口，

连接进气支路的出气口与待测的自动调压阀8的进气口d，

将第一截止阀9串联在进气支路中；

连接出气支路的进气口与待测的自动调压阀8的出气口e，

连接出气支路的出气口与第五截止阀17的一侧，

将第五截止阀17的另一侧依次串联制动气室21和第三压力传感器22，将力传感器23设置在制动气室21上；

将第一压力传感器15设置在待测的自动调压阀8的进气腔内；

将第二压力传感器16设置在待测的自动调压阀8的出气口e处；

将第六截止阀18、第二流量传感器19和第七截止阀20依次串联在高速进气口流量测试回路中，将高速进气口流量测试回路并联在第八截止阀26的两侧；

将第三截止阀11、第一流量传感器12和第四截止阀13依次串联在进气口流量测试回路中，将进气口流量测试回路并联在第一截止阀9的两侧；

分别连接滤波电路的信号输入端与第一压力传感器15、第二压力传感器16、第三压力传感器22、第一流量传感器12、第二流量传感器19、力传感器23的信号输出端，

通过接线端子连接滤波电路的信号输出端与NI采集卡24的模数转换接口；

通过接线端子连接继电器的线圈与NI采集卡24的数模转换接口，

分别连接继电器的触点与第一电气比例阀6、第二电气比例阀7、第一截止阀9、第二截止阀10、第三截止阀11、第四截止阀13、第五截止阀17、第六截止阀18、第七截止阀20、第八截止阀26、待测的自动调压阀8的高速进气阀和高速排气阀的受控端；

连接NI采集卡24的信号收发端与主机的信号收发端；

连接键盘、鼠标的信号输出端与主机的信号输入端；

连接主机的信号输出端与显示器、扬声器的信号输入端；

S2：排放各处冷凝水，关闭所有截止阀使测试装置的各处输出压力为零，关闭油雾器的节流阀；试运转测试装置；

S3：启动测试装置，通过键盘、鼠标向主机输入控制参数，主机通过NI采集卡24将控制参数发送给气动回路的各元件；

S4：气动回路的各元件根据收到的控制参数运行，对待测的自动调压阀8依次进行包括功能测试、静态性能测试、动态性能测试、气密性测试、泄漏量测试和制动气室制动力测试的测试：

S41：功能测试：通过气源1向气动回路供气，经气动三联件2过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀5调节供气压力，打开所有截止阀，依次进行电控失效制动(传统制动)测试、电控制动测试和耦合制动测试：

S411：电控失效制动(传统制动)测试：主机仅向第一电气比例阀6发送控制信号，使第一电气比例阀6模拟踏板阀调节待测的自动调压阀8的出口压力；向待测的自动调压阀8的控制进气口a通气，主机采集第一压力传感器15、第二压力传感器16和第三压力传感器22的压力值；

S412：电控制动测试：主机仅向第二电气比例阀7发送控制信号，向待测的自动调压阀8的高速进气口b通气；待测的自动调压阀8的高速进气阀和高速排气阀分别根据主机发送的控制信号调节待测的自动调压阀8的出口压力，主机采集第一压力传感器15、第二压力传感器16、第三压力传感器22的压力值；

S413：耦合制动测试：主机分别向第一电气比例阀6和第二电气比例阀7发送控制信号，第一电气比例阀6模拟踏板阀向待测的自动调压阀8的控制进气口a、高速进气口b通气，待测的自动调压阀8的高速进气阀和高速排气阀分别根据主机发送的控制信号调节待测的自动调压阀8的出口压力，主机采集第一压力传感器15、第二压力传感器16和第三压力传感器22的压力值验证待测的自动调压阀8是否实现了调压功能。

S42：静态性能测试：通过主机设定目标压力，按照步骤S41进行测试并采集第一压力传感器15的压力值，验证待测的自动调压阀8的出口压力与目标压力是否一致；

S43：动态性能测试：通过主机不断改变目标压力，按照步骤S41进行测试并采集第一压力传感器15的压力值，验证待测的自动调压阀8的动态调压能力以及响应速度是否满足要求；

S44：气密性测试：通过气源1向气动回路供气，经气动三联件2过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀5调节供气压力，打开第一截止阀9，向待测的自动调压阀8供气，达到目标压力后稳压1分钟，关闭待测的自动调压阀8的控制进气口a、高速进气口b、高速排气口c、进气口d和出气口e，记录5分钟内待测的自动调压阀8的出气口e与控制腔的压力降值，验证待测的自动调压阀8是否满足气密性要求；

S45：泄漏量测试：依次对待测的自动调压阀8的控制腔和进气腔进行泄漏量测试：

S451：控制腔的泄漏量测试：通过气源1向气动回路供气，经气动三联件2过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀5调节供气压力，打开所有截止阀；向待测的自动调压阀8供气，达到目标压力且压力稳定后，关闭第二截止阀10和第八截止阀26，使待测的自动调压阀8的控制腔处于封闭状态但仍可继续供气，采集第二流量传感器19的流量信号即为待测的自动调压阀8的控制腔的泄漏量；

S452：进气腔的泄漏量测试：通过气源1向气动回路供气，经气动三联件2过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀5调节供气压力，打开所有截止阀；向待测的自动调压阀8供气，达到目标压力且压力稳定后，关闭第一截止阀9和第五截止阀17，使待测的自动调压阀8的下腔体处于封闭状态但仍可继续供气，采集第一流量传感器12的流量信号即为待测的自动调压阀8的进气腔的泄漏量。

S46：制动气室制动力测试：按照步骤S41进行测试并采集力传感器23的力信号，通过主机的制动力计算模型计算分析待测的自动调压阀8在调压过程中的制动力变化数据。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置，其特征在于：包括气源、气动回路、阀门、传感器、消音器和信号处理单元；

气源用于向气动回路供气；

气动回路包括气动主干路和自动调压阀测试支路；

气动主干路的进气口与气源的出气口连接，用于稳定气压、控制供气和调节供气压力；

自动调压阀测试支路包括控制进气支路、高速进气支路、高速排气支路、进气支路和出气支路，控制进气支路、高速进气支路和高速排气支路用于测试待测的自动调压阀的控制腔的气密性，进气支路和出气支路用于测试待测的自动调压阀的进气腔的气密性；控制进气支路的进气口与气动主干路的出气口连接，控制进气支路的出气口与待测的自动调压阀的控制进气口a连接；高速进气支路的进气口与气动主干路的出气口连接，高速进气支路的出气口与待测的自动调压阀的高速进气口b连接；高速排气支路的进气口与待测的自动调压阀的高速排气口c连接；进气支路的进气口与气动主干路的出气口连接，进气支路的出气口与待测的自动调压阀的进气口d连接；出气支路的进气口与待测的自动调压阀的出气口e连接；阀门包括第一电气比例阀、第二电气比例阀、第一截止阀、第二截止阀、第五截止阀和第八截止阀，以及待测的自动调压阀的高速进气阀和高速排气阀，电气比例阀用于模拟人工干预制动，截止阀用于模拟电控调压；第一电气比例阀串联在控制进气支路中；第二电气比例阀和第八截止阀依次串联在高速进气支路中；第二截止阀的一侧连接高速排气支路的出气口，第二截止阀的另一侧连接用于减小排气声音的消音器；第一截止阀串联在进气支路中；第五截止阀的一侧连接出气支路的出气口；高速进气阀和高速排气阀分别设置在待测的自动调压阀的高速进气口b和高速排气口c处；

传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器；第一压力传感器设置在待测的自动调压阀的进气腔内，第一压力传感器用于测量进气腔内的气体压力；第二压力传感器设置在待测的自动调压阀的出气口e处，第二压力传感器用于测量待测的自动调压阀的出气口e处气体压力；

信号处理单元包括数据采集电路、滤波电路和继电器；滤波电路的信号输入端与传感器的信号输出端连接，滤波电路的信号输出端与数据采集电路的模数转换接口连接，滤波电路用于平滑输入数据采集电路的信号；继电器的线圈与数据采集电路的数模转换接口连接，继电器的触点与阀门的受控端连接，继电器用于根据收到的信号调节阀门的开闭或通气量；数据采集电路的信号收发端与上位机的信号收发端连接，数据采集电路用于向上位机发送传感器数据并接收上位机的控制信号；

还包括流量测试回路；流量测试回路包括高速进气口流量测试回路和进气口流量测试回路；

高速进气口流量测试回路并联在第八截止阀的两侧，用于测量待测的自动调压阀的高速进气口b的流量；

进气口流量测试回路并联在第一截止阀的两侧，用于测量待测的自动调压阀的进气口d的流量；

阀门还包括第三截止阀、第四截止阀、第六截止阀和第七截止阀，传感器还包括第一流量传感器和第二流量传感器；

第六截止阀、第二流量传感器和第七截止阀依次串联在高速进气口流量测试回路中；

第三截止阀、第一流量传感器和第四截止阀依次串联在进气口流量测试回路中。

2.根据权利要求1所述的一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置，其特征在于：气动主干路包括依次串联的气动三联件、储气罐、开关阀和精密减压阀；气动三联件用于过滤气体中的残渣和水分；储气罐用于储存气体和稳定测试过程中的气压；开关阀是测试装置的供气总开关；精密减压阀用于控制气动回路的供气压力。

3.根据权利要求1所述的一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置，其特征在于：还包括制动气室，传感器还包括力传感器和第三压力传感器；第五截止阀的另一侧依次串联制动气室和第三压力传感器，力传感器设置在制动气室上；第三压力传感器用于测量制动气室的气体压力，力传感器用于测量制动气室充气过程中的推杆力。

4.根据权利要求1、3中的任意一项所述的一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置，其特征在于：还包括控制单元、输入单元和输出单元；控制单元的信号收发端与信号处理单元的信号收发端连接，控制单元用于接收和处理传感器数据并发送阀门控制信号；输入单元的信号输出端与控制单元的信号输入端连接，输入单元用于将用户操作转换为控制信号发送给控制单元；控制单元的信号输出端与输出单元的信号输入端连接，输出单元用于将控制单元输出的数据显示给用户。

5.根据权利要求3所述的一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置，其特征在于：还包括测试台，测试台包括专用支架、绝缘操作台和框架；

专用支架包括开关阀支架、截止阀支架、电气比例阀支架、制动气室支架和力传感器支架，分别用于通过紧固件将开关阀、截止阀、电气比例阀、制动气室和力传感器固定在绝缘操作台上，使气动回路在同一平面，增加气路的平顺性；

绝缘操作台包括绝缘垫和台架面板；绝缘垫铺设在专用支架和台架面板之间用于绝缘以确保测试过程的用电安全；台架面板用于固定专用支架和待测的自动调压阀在同一平面内；

框架包括通过三角连接件连接的型材，用于支撑绝缘操作台。

6.基于权利要求1至5中任意一项所述的一种电控气压制动系统自动调压阀的测试装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：搭建测试装置，

通过三角连接件连接型材构成框架并支撑在台架面板下方；

将绝缘垫铺设在台架面板上构成绝缘操作台；

通过紧固件和专用支架将开关阀、截止阀、电气比例阀、制动气室、力传感器和待测的自动调压阀固定在绝缘操作台上；

将气动三联件、储气罐、开关阀和精密减压阀依次串联构成气动主干路；

连接气动主干路的进气口与气源的出气口，

连接控制进气支路的进气口与气动主干路的出气口，

连接控制进气支路的出气口与待测的自动调压阀的控制进气口a，

将第一电气比例阀串联在控制进气支路中；

连接高速进气支路的进气口与气动主干路的出气口，

连接高速进气支路的出气口与待测的自动调压阀的高速进气口b，

将第二电气比例阀和第八截止阀依次串联在高速进气支路中；

连接高速排气支路的进气口与待测的自动调压阀的高速排气口c，

连接高速排气支路的出气口与第二截止阀的一侧，

连接第二截止阀的另一侧与消音器；

连接进气支路的进气口与气动主干路的出气口，

连接进气支路的出气口与待测的自动调压阀的进气口d，

将第一截止阀串联在进气支路中；

连接出气支路的进气口与待测的自动调压阀的出气口e，

连接出气支路的出气口与第五截止阀的一侧，

将第五截止阀的另一侧依次串联制动气室和第三压力传感器，

将力传感器设置在制动气室上；

将第一压力传感器设置在待测的自动调压阀的进气腔内；

将第二压力传感器设置在待测的自动调压阀的出气口e处；

将第六截止阀、第二流量传感器和第七截止阀依次串联在高速进气口流量测试回路中，将高速进气口流量测试回路并联在第八截止阀的两侧；

将第三截止阀、第一流量传感器和第四截止阀依次串联在进气口流量测试回路中，将进气口流量测试回路并联在第一截止阀的两侧；

分别连接滤波电路的信号输入端与第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、力传感器的信号输出端，

连接滤波电路的信号输出端与数据采集电路的模数转换接口；

连接继电器的线圈与数据采集电路的数模转换接口，

分别连接继电器的触点与第一电气比例阀、第二电气比例阀、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀、第七截止阀、第八截止阀、待测的自动调压阀的高速进气阀和高速排气阀的受控端；

连接数据采集电路的信号收发端与控制单元的信号收发端；

连接输入单元的信号输出端与控制单元的信号输入端；

连接控制单元的信号输出端与输出单元的信号输入端；

S2：排放各处冷凝水，关闭所有截止阀使测试装置的各处输出压力为零，关闭油雾器的节流阀；试运转测试装置；

S3：启动测试装置，通过输入单元向控制单元输入控制参数，控制单元通过信号处理单元将控制参数发送给气动回路的各元件；

S4：气动回路的各元件根据收到的控制参数运行，对待测的自动调压阀依次进行包括功能测试、静态性能测试、动态性能测试、气密性测试、泄漏量测试和制动气室制动力测试的测试。

7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于：所述的步骤S4中，具体步骤为：

S41：功能测试：通过气源向气动回路供气，经气动三联件过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀调节供气压力，打开所有截止阀，依次进行电控失效制动测试、电控制动测试和耦合制动测试；

S42：静态性能测试：通过控制单元设定目标压力，按照步骤S41进行测试并采集第一压力传感器的压力值，验证待测的自动调压阀的出口压力与目标压力是否一致；

S43：动态性能测试：通过控制单元不断改变目标压力，按照步骤S41进行测试并采集第一压力传感器的压力值，验证待测的自动调压阀的动态调压能力以及响应速度是否满足要求；

S44：气密性测试：通过气源向气动回路供气，经气动三联件过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀调节供气压力，打开第一截止阀，向待测的自动调压阀供气，达到目标压力后稳压1分钟，关闭待测的自动调压阀的控制进气口a、高速进气口b、高速排气口c、进气口d和出气口e，记录5分钟内待测的自动调压阀的出气口e与控制腔的压力降值，验证待测的自动调压阀是否满足气密性要求；

S45：泄漏量测试：依次对待测的自动调压阀的控制腔和进气腔进行泄漏量测试；

S46：制动气室制动力测试：按照步骤S41进行测试并采集力传感器的力信号，通过控制单元的制动力计算模型计算分析待测的自动调压阀在调压过程中的制动力变化数据。

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于：所述的步骤S41中，具体步骤为：

S411：电控失效制动测试：控制单元仅向第一电气比例阀发送控制信号，使第一电气比例阀模拟踏板阀调节待测的自动调压阀的出口压力；向待测的自动调压阀的控制进气口a通气，控制单元采集第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的压力值；

S412：电控制动测试：控制单元仅向第二电气比例阀发送控制信号，向待测的自动调压阀的高速进气口b通气；待测的自动调压阀的高速进气阀和高速排气阀分别根据控制单元发送的控制信号调节待测的自动调压阀的出口压力，控制单元采集第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器的压力值；

S413：耦合制动测试：控制单元分别向第一电气比例阀和第二电气比例阀发送控制信号，第一电气比例阀模拟踏板阀向待测的自动调压阀的控制进气口a、高速进气口b通气，待测的自动调压阀的高速进气阀和高速排气阀分别根据控制单元发送的控制信号调节待测的自动调压阀的出口压力，控制单元采集第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的压力值验证待测的自动调压阀是否实现了调压功能。

9.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于：所述的步骤S45中，具体步骤为：

S451：控制腔的泄漏量测试：通过气源向气动回路供气，经气动三联件过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀调节供气压力，打开所有截止阀；向待测的自动调压阀供气，达到目标压力且压力稳定后，关闭第二截止阀和第八截止阀，使待测的自动调压阀的控制腔处于封闭状态但仍可继续供气，采集第二流量传感器的流量信号即为待测的自动调压阀的控制腔的泄漏量；

S452：进气腔的泄漏量测试：通过气源向气动回路供气，经气动三联件过滤得到干净的压缩气体，精密减压阀调节供气压力，打开所有截止阀；向待测的自动调压阀供气，达到目标压力且压力稳定后，关闭第一截止阀和第五截止阀，使待测的自动调压阀的下腔体处于封闭状态但仍可继续供气，采集第一流量传感器的流量信号即为待测的自动调压阀的进气腔的泄漏量。

Images