测试试验台

测试试验台（精选10篇）

测试试验台 篇1

0 引言

随着电动伺服技术的发展，滚珠丝杠副因其优越的直线传动特性，在航天器电动伺服控制系统中的应用越来越广泛。由于滚珠丝杠副在伺服控制系统中受载情况比较复杂，因此，开展滚珠丝杠副性能测试的研究非常必要。本课题设计了一套滚珠丝杠副伺服加载测试系统，集伺服加载和测试功能为一体，能够模拟航天工况的加载环境，测试滚珠丝杠的效率和刚度等性能。

1 系统总体方案

基于国内外加载测试系统的研究现状，国内加载测试系统的功能还是比较单一，特别是滚珠丝杠副的综合性加载测试系统[1,2]，本课题研发了一套集加载和测试为一体，能实现自动化控制的滚珠丝杠副伺服加载测试系统。

1.1 系统功能

1)伺服模拟加载。实现连续、稳定、可调的对伺服机构进行模拟加载，以考核机构在实际工作情况下的工作性能及工作可靠性。

2)滚珠丝杠副的精度测量。可测量传动误差和间隙误差。

3)滚珠丝杠副力学特性试验。可进行轴向接触刚度和扭转刚度试验，启动力矩试验，摩擦、磨损和效率试验以及动态特性试验。

4)滚珠丝杠副的极限承载能力、失效及可靠性试验。

1.2 系统工作原理

滚珠丝杠副加载测试系统是集加载和测试一体的综合性测试系统。加载系统的原理是通过压力值为控制量实现对加载对象不同载荷的加载。伺服系统由压力传感器测得的压力值为反馈量来控制加载电机的输出，完成闭环回路控制[3]。上位机为系统终端，实现电机的往返运动和载荷大小的调节。测试系统的原理是通过多路采集卡完成对测试对象性能参数的采集，配合Lab VIEW软件进行运算分析，并在工控机中显示。加载测试系统总原理图如图1所示。

系统加载控制的具体工作原理:

1)通过上位机设定加载力大小，发出信号给控制器，控制器发送控制信号给驱动器驱动电机加载。

2)经压力传感器获取压力值对应的电压信号给控制器与驱动信号比较得到调节误差来实现闭环控制。

3)对比误差，采用数字PID运算，获得理想控制信号。

4)数字信号经D/A转换得到模拟量来得到控制信号。

5)模拟量由前置放大、功率放大给加载电机控制信号。

6)加载电机运动带动传动机构实现对加载对象的不同载荷的加载。

2 试验台结构设计

如图2所示，测试台采用卧式水平放置的方式，对测试对象4进行轴向力的加载。测试对象4由驱动电机1带动，经套筒5固定连接线性导轨9，实现滚珠丝杠的支撑和限转作用，右侧加载电机10通过传动部件9，由旋转运动变成直线运动，产生轴向力作用在测试对象连接的套筒5上，实现加载过程。中间压力传感器6分别与测试对象的套筒和加载部件的套筒固连，实时显示载荷大小。

1—伺服电机;2—转速转矩传感器;3—角度编码器;4—被测对象;5—套筒;6—压力传感器;7—传动丝杠;8—被测丝杠;9—直线导轨;10—加载电机;11—铸铁平台

3 系统软硬件设计

3.1 系统硬件总体结构

因传感器信号种类比较多，所以要求试验台的数据测量采集系统能够同步采集多种类型的数据信号。为此设计出基于Lab VIEW的多路信号同步采集系统。由一个加载台和控制柜构成，用于滚珠丝杠副加载并监测加载情况。系统的组成框图如图3所示。

本试验台主要由交流伺服电机及其驱动器、压力传感器、转速转矩传感器、角度编码器、位移传感器和被测滚珠丝杠副等部件组成。电气部分由显示器、工控机、打印机、数据采集卡、计数卡、PLC及各个开关按钮等组成，能够完成对各部件供电和对交流伺服电机的控制，同时，上位机软件进行参数的采集、显示和分析等。

3.2 硬件功能实现

加载测试系统的设计分为2大类:加载部分的电机控制及驱动部分电机控制[4]。自动控制设计:选择合适的PLC模块以及外围接口硬件，设计最优闭环控制流程，选择合适的压力传感器、位移传感器和数据采集卡等硬件设备。通过采集到的实际压力值作为载荷反馈传给控制器。同时在Lab VIEW编程的采集面板中把采集所得的数据按照曲线或数字的形式显示。通过闭环控制程序，把载荷保持在设定的范围内，对整套系统进行自动控制。

系统应用PLC为主控制器，计算机作为上位机，实现实时控制和参数观测的功能和实验对象的模拟加载。硬件接线图如图4所示。

基于系统要求的可靠性和加载控制的特殊性，运用PLC的对被测对象实际载荷进行信号输入，模拟量信号输出对驱动器进行控制，工控机软件监控外围设备对异常信息发出警报、现场监控测试对象的性能参数，以及完成数据的处理、报表的输出等功能。

控制硬件实现方法:为了保证加载过程中的加载精度，需要不断地检测测试对象的收到的压力并进行协调控制。利用压力传感器可以进行压力的检测，它的主要作用是将压力值转换成模拟电压信号，然后传递到模拟量扩展模块，将模拟信号转成数字信号并用于PLC计算分析，通过计算输入的模拟电压值的大小，就能获得当前压力值。利用PID算法进行运算调节控制输出值，得到理想载荷。

驱动器选择扭矩控制(T):是通过PLC程序发送模拟信号给驱动器，通过压力传感器实际测量值反馈，实现闭环控制，最终控制伺服电机按照设定要求来运转。PLC控制的伺服电机力矩模式接线是通过模拟量扩展模块EM235接入驱动器模拟量输入口A12+、A12-。扭矩模式时伺服驱动器，模拟量扩展模块EM235输出选择信号范围-10 V～+10 V的电压输出方式。

4 系统软件设计

4.1 数据采集程序

针对测试对象滚珠丝杠副的性能，测试其启动力矩、刚度、效率，运用数据采集卡对转速、转矩、角度、位移和压力等参数进行采集。上位机显示部分由软件编写的程序来完成，通过传感器和采集卡将数据信号进行传递到计算机并实时显示。综合考虑系统要求，软件操作界面主要实现数据采集和显示，同时包括系统登录，系统设置，数据分析等功能。

操作界面由下面2部分组成:

1)采集操作模块:此部分主要包括对采集的相关操作，包含采集开始、采集停止和保存等功能选项。

2)采集数据的呈现模块:通过数字显示和图像显示2种方式为主，能够同步显示多个传感器采集到的数据信息。

图5是Lab VIEW软件的操作界面。

采集的子程序如图6所示。

4.2 控制软件设计

a)Lab VIEW软件设计

软件编程时，可以通过前面板输入信息到VI，或者调用其他子程序VI完成功能要求。Lab VIEW的子程序可以作为一个单独的程序运作，但是也可以把前面板当作用户界面，作为一个节点放到另一个VI程序框图中，通过连接器进行搭配[5]。

前面板设置不同操作按钮，完成对系统的采集功能，其中包含的功能操作有参数设置、开始采集、停止采集、历史数据检索、帮助、退出等。点击前面板不同的功能选项，便可以跳转到对应的执行程序进行查看，程序方便灵活。采集操作面板如图7所示。

b)PLC控制软件设计

1)主要参数设置:要指定回路编号(LOOP)及参数表(TBL)首地址，并设定好采样时间、增益、积分时间和微分时间。

2)程序编写:通过程序编写，把模拟量输入的真实值转换为PID对应的测量值(PV)及设定输出值转换为PID对应的设定值(SV)，然后传送到对应参数表的地址中，为PID运算做好前处理。

3)程序调用:为PID程序的执行指定输入信号，调用PID程序。通过编写定时中断的程序，在中断程序中调用PID程序。

4)程序处理:通过编写程序，把PID运算得到的输出值进行格式转化，并传输到指定模拟量输出模块的对应地址中，实现信号输出控制。

c)PID指令运行步骤:

1)上电后进入主程序，扫描第一个周期，调用子程序。

2)进入子程序，设定PID参数。

3)进入中断程序功能，将模拟输入量转为双字整数，将双子整数转换为实数，使PV处于0～1之间，将PV存于TBL首字，使用I0.0调用PID指令，M乘系数后已送累加器，四舍五入转换为双字整数，将双字整数转换为整数，将AC0写入模拟量输出[6]。

5 结语

滚珠丝杠副伺服加载测试系统，能够模拟航天工况的加载环境，完成滚珠丝杠的效率和刚度等性能测试。试验台结构设计合理，性能可靠，装卸方便。选择Lab VIEW软件及采集卡和PLC硬件进行信号采集和运动控制，实现了传感器信号的采集、处理和运算，及加载运动中载荷的PID精确控制，较好地实现了滚珠丝杠副模拟加载和性能测试。试验软件操作简单、方便快捷，极大地减轻了劳动强度，提高了工作效率。

摘要：针对航天飞行器伺服控制系统中滚珠丝杠副受载情况的特殊性,开展对滚珠丝杠副的模拟加载和性能测试的研究,设计出一套伺服加载测试试验台,利用该试验台可测试精密滚珠丝杠副的多变载荷承载能力、轴向刚度、传动效率和启动力矩等性能,为用户提供准确可靠的检测报告。阐述了此加载测试系统的主要功能和工作原理、结构组成、电气硬件控制和系统软件的设计。

关键词：滚珠丝杠副,伺服加载,数据采集

参考文献

[1]黄祖尧.21世纪初海外滚动功能部件发展动态[J].世界制造技术与装备市场,2003(1):20-23.

[2]孙震,陶卫军,冯虎田.精密滚珠丝杠副精度损失模型及其试验研究[J].组合机床与自动化加工技术,2013(3):1-4.

[3]崔铁铮.直线舵机加载系统的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2009.

[4]刘宇翔.基于ds PIC的舵机负载加载实验台设计[D].南京:南京理工大学,2011.

[5]俎文凯,张庆.踏面制动单元测试系统试验台设计[J].机械制造与自动化,2015,44(6):1-2.

[6]高彬娜.数字PID控制在运动控制系统中的应用[J].中国电子科学研究院学报,2006(6):564-567.

测试试验台 篇2

1.拉伸实验

[1] 标准

金属拉伸试件按国标GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》[1] 标准ASTM D3039-76用于测定高模量纤维增强聚合物复合材料面内拉伸性能；ASTM D638用于测定试件的拉伸强度和拉伸模量[2]； 2.压缩试验

[1] 标准

压缩试件按国标GB/T7314-1987《金属压缩实验试样》[1] ASTM D3410-75(剪切荷载法测定带无支撑标准截面的聚合体母体复合材料压缩特性的试验方法)[3]。3.弯曲试验

[1] 标准

ASTM D7624用于测定聚合物基复合材料的弯曲刚度与强度性能[2]。

4.剪切试验

[1] 标准

ASTM D5379适用大部分的纤维增强型复合材料[2]。

5.层间断裂

[1] 标准

ASTM D5528和JIS K7086，仅适用于单向分层测试。其他的还未有相关标准[2]。6.冲击试验

[1] 标准

金属材料按照GB/T229-1994加工成V形缺口或U形缺口[1] 目前复合材料在冲击后的损伤性能表征主要是损伤阻抗(Damage Resistance)和损伤容限(Damage To tolerance)。

目前关于损伤阻抗和损伤容限的测试标准有ASTM D6264-98(04)和ASTM D7136 /D7136M-05标准。D6264-98用来测量纤维增强复合材料对集中准静态压痕力的损伤阻抗；D7136用来测量材料对落锤冲击试件的损伤阻抗[2]。7.疲劳试验

[1] 疲劳极限测试标准

单点试验按照航标HB5152-1980规定；升降试验法按照国标GB/T3075-1982和GB/T4337-1984[1]。

参考文献

测试试验台 篇3

关键词：动三轴试验 接触式位移计 非接触式位移计

1 概述

土工试验中，分析土的变形与强度特性的最常用的方法是三轴试验方法，随土体中应变的变化土体的变形特性呈现非线性变化。在应力-应变理论模型研究和土工建筑物的稳定分析中，必须了解小应变（10-6～10-1应变范围）应力-应变关系的连续变化情况及其强度特性，但是，常规三轴仪的应变测试精度通常在10-4～10-1，不能满足需要[1]。何昌荣（1995年）[2]通过自制的高灵敏度电阻式应变计量测到应变范围在10-6～10-2连续变化的模量阻尼。郭莹、栾茂田等（2003年）[3]研制与开发的土工设备“土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪”，该设备能够实现多种静力与循环剪切、多种固结条件的复杂应力路径试验，具有广泛的应用性。

2 仪器设备

本次试验采用的仪器为“土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪”。此套设备对于转角和竖向变形的测量，设置了两套不同的测量系统：一套为内置于三轴室内的非接触式的竖向位移计及转角计，用来测量微小变形，可使应变测量精度达到10-5量级，设置了0.3mm、0.75mm和1.5mm三个档次；另一套传感器为最大量程可达到50mm及40°的普通的接触式转角计及竖向位移计，该传感器适用于大变形与强度特性、孔压特性及液化等问题的研究。

3 试验方案

3.1 试验概况

试验以吉林新力热电厂贮灰场的粉煤灰和福建标准砂为试验土料，试样的相对密实度为分别为30%和60%，采用实心圆柱状试样进行初始固结压力为100kPa、200kPa、300kPa的动三轴试验。试样尺寸为直径为61.8mm，高度为150mm。采用分层干装方法制备试样。控制干密度装好干样后利用通CO2、通无气水并联合施加反压的方法对试样进行饱和，使孔隙水压力系数B值均达到0.95以上。考虑地震荷载条件，试验振动频率取为1Hz。

经实验室测定所采用的福建标准砂具有下列物理指标：颗粒比重ds=2.644；最大与最小干密度分别为1.74g/cm3，1.43g/cm。实验室测定的粉煤灰的物理性质指标为：颗粒比重Gs=2.14；最大与最小干密度分别为0.994g/cm3， 0.697g/cm3。

3.2 位移计与转角计量程的选择

通常三轴仪的应变测试范围通常为10-4～10-1，本次试验中采用将非接触与接触式竖向位移计联合使用的方法，以便提高测试精度，拓宽应变测试范围。为了更加方便的测量轴向位移，在试样固结过程中，将内置的竖向位移计置于1.5mm档。开始加荷后，试样处于微小变形阶段，随着循环荷载的增大，竖向变形将超过内置竖向位移计的量程，为防止超过位移计量程造成损坏，在振动的间隙将竖向非接触式位移计提起，继续使用接触式位移计进行测量。这种将接触式位移计与非接触式位移计联合使用的方法提高了量测精度拓宽了量测范围，量测的连续轴向应变测试范围可达到10-5～10-1，尽管在10-6～10-5范围之内仍有一些数据，但离散较大，不连续。

4 试验技术研究

将非接触式与接触式竖向位移计联合使用的技术能更加精确的获得试样微小变形的数据点。试验中相对密实度为30%的福建标准砂和相对密实度为60%的粉煤灰在初始固结压力为100kPa时的动弹性模量随动应变幅变化的关系曲线（E～ε曲线）如图1所示（图中非接触式微小位移计测得的数据由空心圆形图标代表，接触式大位移计测得的数据由实心圆形图标），图1中的E～ε曲线为接触式与非接触式位移计联合测定得到的。由图可知，在E～ε曲线中，Dr=30%的福建标准砂和Dr=60%的粉煤灰由两种位移计测得数据的结合点均为10-4量级。两条E～ε曲线的轴向应变的最小量级均为10-5，也就是说在轴向应变在10-5～10-4范围内的E～ε曲线是由非接触式位移计测得，轴向应变在10-4～10-2范围内的E～ε曲线是由接触式位移计测得。可见，轴向应变在10-5～10-2范围内由两种位移计联合测得的E～ε关系曲线光滑连续，在结合点处结合的很好。另外，由于土料的性质不同，粉煤灰的轴向应变的测试精度要略低于福建标准砂。

以Dr=60%的粉煤灰为土料制备3个独立试样分别在初始固结压力为100kPa、200kPa、300kPa时进行循环三轴试验。本次试验仅采用非接触式微小位移计进行测量，以便与采用两种位移计联合测定方法获得的试验结果进行分析比较，在整个试验过程中始终将非接触式位移计置于最大档。在初始固结压力为100kPa、200kPa和300kPa时由由不同测量方法得到的E～ε关系曲线如图2所示（图中由两种位移计联合测定的结果由空心图标代表，单独采用微小位移计测定的结果由实心图标代表）。相对于初始固结压力为100kPa时轴向应变的测试精度，初始固结压力为300kPa时，使用接触式位移计与非接触式位移计联合使用的方法更能明显的提高轴向应变的测试精度。

使轴向动应变在10-5～10-2范围内连续是使用两种位移计联合测定方法的另一个优点，这种方法能够获得大小应变两种数据。图3给出了在初始固结压力为100kPa时粉煤灰试样的E～ε关系曲线，此时竖向位移计置于0.3mm档。如图3可知，当竖向位移计置于0.3mm档时无法测得大变形的数据，仅能测得微小变形的数据，在整个应变测试范围内不能保证E～ε关系曲线光滑连续。因此，为了提高应变测试精度，拓宽应变测试范围必须采用非接触式位移计与接触式位移计联合使用的方法。

5 结论

本次试验将接触式与非接触式位移计与转角计联合使用以便提高土工测试精度，拓宽应变测试范围。研究结果表明：对于粉煤灰和福建标准砂的实心圆柱狀试样，轴向应变在10-5～10-2范围内由两种位移计联合测得的E～ε关系曲线光滑连续，在结合点处结合的很好。另外，由于土料的性质不同，粉煤灰的轴向应变的测试精度要略低于福建标准砂。

参考文献：

[1]孔宪京，张涛，邹德高.中型动三轴仪研制及微小应变测试技术应用.大连理工大学学报，2005，45（1）：79-84.

[2]何昌荣.动模量和阻尼的动三轴试验研究.岩土工程学报，1997，19（2）：39-48.

[3]郭莹，栾茂田，董秀竹等.不同应力条件下砂土动模量特性的试验对比研究.水利学报，2003，（5）：41-45.

齿轮泵数字化测试试验台设计 篇4

齿轮泵是液压传动系统中应用普遍的动力元件, 而现有的齿轮泵试验台, 设备简陋, 通过手工操作方式进行试验和记录数据。这样对试验标准的准确掌握不够, 试验的方法也缺乏了一致性, 不仅操作人员的劳动强度大, 而且测试出来的数据也不真实, 效率低, 测试效果非常差, 达不到通过试验来测试最终的控制和提高产品质量的目的。而随着技术的不断进步和发展, 虚拟仪器的测试系统在各种液压元件性能测试上使用非常广泛, 本文中的齿轮泵数字化测试试验台采用了计算机散集系统, 对液压测试试验台进行智能检测、管理和控制。主要研究内容是:

(1) 齿轮泵的性能测试方法;

(2) 齿轮泵测试试验台的油路系统、电路系统和加载系统;

(3) 液压压力、流量的测量方法和参数模数转换;

(4) 测试参数的数字化及显示。

2 测试油路设计

齿轮泵测试试验台的油路系统设计如图1所示。油路系统中, 加载阀选择了比例溢流阀13, 因为比例溢流阀产生压力冲击时, 会使测量压力有了一定的误差, 因而在比例溢流阀的前端添加了节流阀12。在压力传感器4和10前都装有截止阀3和10, 在不需要测试压力时可以关闭截止阀3和10延长压力传感器的寿命。在流量传感器14附近也装有截止阀14和17, 通过选择性地开关截止阀14和17也可以延长流量传感器的寿命。本设计的测试系统中不使用加热器, 只选用了冷却器将油温控制在一定的范围当中。

3 测试系统硬件设计

齿轮泵数字化测试试验台的总体硬件设计中, 电机开启转动, 带动齿轮泵运转, 齿轮泵输出的各种信号如压力、流量、转矩转速等, 通过各类测传感器经过转换电路, 再传送到A/D转换接口芯片经过A/D转换后输入到单片机, 在通过液晶显示屏显示出各个数据。

4 测试系统软件设计

利用单片机及其接口的电路对齿轮泵在运行当中的各个参数和性能的指标进行测量及数据采集, 系统的软件将硬件所采集的数据通过数据采集的程序输入单片机, 单片机利用数据处理的程序对所得的数据加以转换、计算及处理并通过显示的程序在液晶显示屏中显示。

4.1 主程序流程

将程序烧录在单片机STC12C5A60当中, 通过单片机STC12C5A60来控制A/D转换器对传感器输出的电压模拟信号进行模数转换, 再处理模数转换出来的数据并进行分析计算, 最后通过驱动液晶显示器LCM2004A来显示出所整合的参数。其中还包括控制按钮进行翻页和排量参数的储存。

4.2 显示模块的调试

显示模块选用液晶显示屏LCM2004A, 通过原理图与单片机最小系统连接完成后, 通电, 通过连接管脚V0的电位器来调节液晶显示屏的亮度, 用单片机烧录简单的显示程序, 确认显示屏的每个显示位置都能显示, 显示的数据与程序所要求的一致, 如图2所示。

5 结语

本设计针对齿轮泵的性能进行测试并对其测试数据进行数字化的显示, 设计了齿轮泵的油路系统, 确定了油路系统中的加载方式并且选择了整个测试系统的动力源, 选择传感器, 设计了传感器的输出转换电路和滤波电路;以单片机为主机设计了A/D转换模块和液晶显示模块, 采用了C语言Keil软件编写各个模块的程序;为了实现各个模块的功能, 用proteus软件对A/D转换模块和液晶显示模块进行了相应的仿真调试, 并结合现实情况构建了A/D转换模块和液晶显示模块的硬件系统, 保证达到相应的技术指标。

参考文献

[1]张旭东, 赵雯姝等.高黏度齿轮泵测试研究[J].2008 (1) :94-97.

[2]王佳, 宋显国等.液压齿轮泵出厂试验台的改进[J].2012 (1) :28-29.

[3]栾振辉.齿轮泵研究的现状与发展[D].安徽:安徽理工大学, 2004.

测试试验台 篇5

室内试验与原位测试的对比情况从表中可见，土工试验与原位测试的优缺点是互补的，它们是相辅相成的。

室内土工试验结果会由于试样扰动而受到影响，因此，在利用室内试验得出的岩土参数时必须小心对待。原位测试可避免取土扰动对试验结果的影响，但是，原位测试也有其难以克服的局限性，首先，原位测试的应力条件复杂，一般很难直观地确定岩土体的某个参数，因此在选择计算模型和确定边界条件时将不得不采取一些简化假设，由此引起的误差也可能使所得出的岩土体参数不能理想地表征实际土体的性状，特别是当原位测试中的土体变形和破坏模式与实际工程不一致时，例如十字板剪切试验的剪切和破坏模式与土坡或地基的实际破坏形式是大相径庭的，事实上已有资料表明十字板剪切试验得出的强度高于室内无侧限压缩试验结果;其次，原位测试一般只能测定现场荷载条件下的岩土体参数，而无法预测荷载变化过程中的发展趋势。因此，对于岩土体参数的测定，仅仅依靠原位测试也是不行的。

关于对室内试验结果影响最大的取土扰动，现有的取土技术，已经足以使取土扰动的影响降低到最小限度，目前，取土技术已经引起足够的重视，并且一致认为，在软土中采用薄壁取土器可以取得质量最好的原状土，但是，由于其操作过于繁琐，在推广过程中遇到一定困难。至于取土时无法避免的应力释放引起的土样扰动，可采取室内再固结等方法予以减轻甚至消除。

测试试验台 篇6

对于汽车而言, 燃油消耗量大小主要取决于发动机系统和传动系统的技术状况[1]。驱动桥位于汽车传动系统的末端, 其基本功用是增大由传动系统上游部件传递过来的转矩, 将转矩分配给驱动桥输出端两侧的驱动车轮, 并使驱动车轮具有汽车行驶所必需的差速功能, 同时还要承受各种外来作用力[2]。传动效率是评价汽车驱动桥系统工作性能的一项重要指标, 对汽车驱动桥的使用性能乃至整车的燃油经济性都有很大影响。对汽车驱动桥传动效率进行准确测量, 不仅有利于深入开展驱动桥的优化研究, 而且可以为整个传动系统的动力匹配提供有力的数据支持。要进行汽车驱动桥传动效率的测试分析, 就需要一个具有很强针对性的测试平台。利用专门的试验台架模拟驱动桥实际工况进行传动效率测试, 具有价格低廉和可控性强等特点, 自然成为了汽车驱动桥传动效率测试的最理想选择。

1 试验台总体设计

汽车驱动桥传动效率试验台的基本原理就是通过分别测量汽车驱动桥测试样件的输入功率和输出功率, 进而根据相应数学模型计算出汽车驱动桥系统的传动效率。驱动桥传动效率测试原理大致如下:以驱动电机作为动力源对驱动桥测试样件进行拖动, 驱动桥测试样件输出端两侧都有一台加载电机进行模拟加载;驱动电机和加载电机均可以工作在电动和发电两种状态, 测试过程中驱动电机以变频调速的电动机方式模拟发动机工作, 可以吸收直流母线能量;加载电机吸收驱动桥测试样件机械能以发电机方式模拟工作负载, 将机械能转化为电能并通过直流母线反馈给输入电机, 实现能量闭环。

在驱动电机与驱动桥测试样件输入端之间设有扭矩法兰, 可以测得输入扭矩;在加载电机和驱动桥测试样件输出端之间均设置扭矩法兰, 可以测量输出扭矩;至于输入端转速和两侧输出端转速, 由于驱动电机和加载电机内部均自带旋转编码器, 故可直接获取。将测得的输入输出扭矩参数、输入输出转速参数进行数据处理就能得到系统输入功率、输出功率及传动效率。汽车驱动桥传动效率试验台布置如图1所示。

2 测控系统的设计

试验台测控系统采用工控机和PLC主从式结构[3]。如图2所示, 工控机作为上位机负责人机交互以及控制信号的产生, PLC作为下位机接收工控机的命令对电机进行控制并定时采集传感器检测的转矩和转速信号, 两者可以通过标准接口进行相互通信, PLC通过通信模块将系统所需的扭矩、转速等参数以信号形式分别发送给各个异步电机的变频控制系统, 由变频控制系统改变异步电机的工作特性, 各个异步电机工作时的扭矩、转速参数的实时数据又会及时地传递回PLC, 经过PLC的分析处理, 可以实现与工控机的数据交流, 进而控制各个电机运行。

2.1 变频控制系统

所有电机变频控制均采取直接转矩控制 (DTC) , 由于直接转矩控制没有采用解耦的方式, 所以在算法上并不存在旋转坐标变换, 通过简单检测电机定子电压和电流, 借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩, 并与给定值进行比较, 根据所得差值就能实现转矩的直接控制[4]。试验台所用的交流变频控制系统为具有明确定义功能和接口的ABB最新一代全数字变频器控制装置ACS800, 其最大的优点就是采用了通用技术, 具有广泛的适应性。变频控制系统可以分成两个基本部分:转矩控制环和速度控制环。

2.1.1 转矩控制环

异步电机的直流母线电压和定子电流以及逆变器的开关状态由相应检测单元进行检测之后, 相应信息流入自适应电机模型。在DTC传动运行之前, 自适应电机模型在电机辨识的过程中收集数据, 这个过程被称为自动辨识。通过自动辨识过程, 电机模型可以进行精确计算并输出描述电机实际转矩和磁通状态的控制信号, 同时也输出电机轴的转速[5]。描述电机实际转矩和磁通状态的控制信号进入比较器后每隔25ms就与给定值进行一次比较, 通过计算得出的转矩和磁通状态信号随即被输送到优化脉冲选择器, 优化脉冲选择器内部使用的数字信号处理器与专用集成电路硬件一起来确定逆变器的开关逻辑。转矩控制框图见图3。

为获得高动态性能的转矩输出, 转矩波动被限制在一定的容差范围内, 所有控制信号通过高速光纤来传输, 极大地提高了处理速度, 每隔25ms逆变器的半导体开关装置收到一个脉冲来控制功率器件的通断或保持, 以保证电机转矩的精确性。

2.1.2 速度控制环

转矩控制系统性能直接影响速度控制系统的动、静态性能[6]。在直接转矩控制中, 通常是由速度控制器根据给定速度与实际速度的偏差产生给定转矩信号, 实际速度通常是借助速度传感器来获取的, 但系统引入速度传感器增加了系统的复杂性及成本, 因此无速度传感器技术就成为一种更理想的选择。本试验台速度控制以自适应理论为基础, 通过选择合适的参数自适应律, 利用转子磁链方程构建了无速度传感器直接转矩控制系统[7]。

具体速度控制过程如下:在转矩给定控制器的内部, 速度控制输出信号为转矩限幅和直流母线电压所限制;当使用外部转矩信号进行速度控制时, 从转矩给定控制器输出的内部转矩给定进入转矩比较器;当使用外部转速信号进行速度控制时, 外部速度给定信号与电机模型输出的实际速度进行比较, 偏差信号进入PID调节器和加速补偿器, 速度控制器的输出为PID调节器输出值和加速补偿器输出值之和。速度控制框图见图4。

2.2 数据采集系统

试验过程中对转矩、转速等参数进行持续采集是试验台数据采集系统的主要任务[8]。采集任务是由布置在相关位置的各种传感器实现的, 通过这些传感器将采集到的数据参数传送到PLC上, 再由PLC对收集来的所有数据进行处理。

相应传感器所采集到的扭矩或转速参数, 通过转换模块输入PLC分析处理之后, 由通信模块反馈给变频控制系统, 就可以调整异步电机的扭矩或转速, 实现对扭矩或转速的闭环控制。在测试过程中还需要对润滑油温度、桥壳温度、室温、大气压力、湿度等数据等参数进行监控, 出现异常情况及时进行报警。

2.3 电封闭系统

汽车试验台大体可分为开放式和封闭式两大类。开放式试验台结构简单, 但其输入功率除维持系统运转外, 其余全部被加载装置以热能形式消耗掉, 运行成本较高, 故不宜进行大功率加载试验。封闭式试验台具有功率回收功能, 动力源发出的功率可以部分反馈回来, 具有能耗低的优点, 因此适合较大功率的长时间运转试验。

封闭式试验台又可以分为机械封闭式和电封闭式两大类[9]。机械封闭式试验台机械结构非常复杂, 试验过程中加载的变化和扭矩的准确控制等功能都不易实现, 且试验性能不够稳定, 通用性较差。电封闭式试验台在进行加载的同时还可以实现发电的功能, 发出的电通过闭环系统提供给电动机或反馈给电网, 以降低试验能耗, 电封闭式试验台具有能源利用效率高和能够实现动态加载等优点。

电封闭式试验台又可进一步细分为交流电能反馈式和直流电能反馈式两类。交流电能反馈式试验台通过闭环系统将电能反馈回电网循环利用, 对电气设备运行的同步同相要求较高, 从而导致电气设备复杂, 工作可靠性差, 且容易对公共电网造成污染。直流电能反馈式试验台则不存在此问题, 电机发出的电不送回电网, 而是送回到电动机, 电气设备简单, 工作可靠性高[10]。

综合各种因素, 本文所设计的试验台采用基于直流母线的电封闭结构形式, 即将一台驱动电机和两台加载电机变频系统的直流母线互联, 三台电机可分别工作在电动状态和发电状态两种模式。当试验台进行驱动桥正向扭矩加载时, 驱动电机工作在电动状态, 整流单元将电网中送来的交流电转化成直流电供给直流母线, 驱动电机通过逆变器从直流母线上获取电能驱动测试桥样件运转;而此时加载电机工作在发电状态, 将驱动电机经测试样件送来的机械能转换为电能, 并将这部分电能进行逆变回馈至直流母线。由于外部电网到直流母线间的能量传输只是单向传输, 故避免了电机发电对公共电网造成污染。电封闭系统原理如图5所示。

由于采用了采用电封闭结构, 故能量可以在上述封闭系统内连续流动, 形成能量封闭系统。在实际测试过程中, 由于存在能量损耗, 故系统需要从外界补充部分能量来弥补能量损耗。为了防止由于电枢并联使发电机也处于电动状态, 电动机与发电机的电枢回路要用单向导通的二极管隔离开。从能量的角度来看, 外界只需要供应上述能量循环过程中由于机械摩擦和电子元件损耗而消耗掉的这部分功率就可以使系统运转, 从而实现最大程度地利用能量的目标。

3 软件结构设计

作为中央监控计算机, 工控机中安装了控制软件, 控制软件界面如图6所示。控制软件设计是试验台控制系统的核心, 根据设计方案, 软件设计必须兼顾控制功能的实现和系统总体布局的需要, 既要能实现各模块的控制任务, 又要便于实现系统的机电一体化控制。目前控制系统的发展趋势是丰富软件功能、简化硬件结构, 从而提高系统的可靠性和智能性, 并有利于系统功能的扩展[11]。

汽车驱动桥传动效率试验台软件系统采用VC++作为开发工具, 采用模块化设计方法, 实现了系统状态监控、系统参数设置及数据实时显示等功能, 界面直观, 操作便捷。如图7所示, 该软件系统主要功能模块如下:

(1) 控制参数输入模块。具有开放的载荷谱编辑功能, 可按照一定格式设置进行连续效率测试试验的一系列包含加载负荷-输入转速-持续时间的试验节点, 即可在自动试验模式下, 按照设定的试验程序自动完成全部试验循环。

(2) 数据存储模块。将测试过程中扭矩和转速数据进行记录并存储下来, 输出数据报表。

(3) 数据动态显示模块。以实时数据或趋势曲线的形式显示当前驱动电机转速及扭矩、加载电机的转速及扭矩、被测驱动桥样件内齿轮润滑油温度等状态信息。

(4) 报警监控模块。可设定转速、扭矩、油温、驱动桥测试样件安装基板振动量等试验参数的报警上限, 对试验过程中的各项试验参数进行实时监控, 出现异常情况时可以按照报警分级处理设置对各种故障状态执行相应的处理程序。

(5) 数据处理模块。对测试得到的扭矩和转速参数进行处理, 得到对应的系统效率值。

(6) 文件管理模块。用于对各种图表、图形文件的保存、读取和删除。

4 试验台测试应用

现以某型号驱动桥为例, 进行该驱动桥系统传动效率的测试。

试验1保持加载电机的负载为400N·m, 将驱动桥测试样件输入转速由300r/min逐渐增大到2700r/min, 具体测定结果见表1。由测试结果可以发现:当加载电机的负载为恒定值时, 随着输入转速的增大, 系统功率损失的增大主要来自于搅油功率损失和齿轮啮合功率损失的同时增大;虽然系统功率损失绝对值是增大的, 但系统输入功率也是增大的且幅度更大, 因此系统负载恒定时, 驱动桥的传动效率随输入转速的增大而相应增大。

试验2保持测试的输入转速为2700r/min, 将加载电机的负载由100N·m逐渐增大到1kN·m, 具体测定结果见表2。

由测试结果可以发现:当输入转速为恒定值时, 随着加载电机负载的增大, 搅油功率损失基本不变化, 系统功率损失的增大主要来自于齿轮啮合功率损失的增大;虽然系统功率损失绝对值是增大的, 但系统输入功率也是增大的且幅度更大, 因此, 当系统输入转速恒定时, 驱动桥的传动效率随着负载增大而相应增大。

5 结语

实际测试结果表明:该试验台结构合理, 操作方便, 使用范围广, 运行时系统稳定可靠, 总体能耗较小, 完全能满足现实工作中的测试要求。

摘要：研发了一种专门用于汽车驱动桥传动效率测试的试验台。使用该试验台进行测试分析, 可以明确影响驱动桥传动效率的关键因素, 发现各因素对驱动桥传动效率的影响规律, 从而找到提高驱动桥传动效率的有效途径, 这对于提高汽车动力性和燃油经济性具有十分重要的意义。该试验台采用模块化结构设计, 具有安装简便、调整方便、自动化程度高的特点。该试验台采用直接转矩控制来进行转矩和转速控制, 利用谐波传动和行星传动技术实现了动态加载, 利用直流母线技术实现了系统功率封闭。测试结果表明:该试验台测试结果准确, 完全满足驱动桥传动效率的测试要求。

关键词：汽车,驱动桥,传动效率,试验台

参考文献

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测试试验台 篇7

国Ⅲ系列柴油机的电控VE泵主要是同BOSCH公司的共轨系统进行性能和可靠性对比试验，对油量测试的准确性、真实性、稳定性和重复性要求相当高，特别是影响性能的功率点和扭矩点，影响加速性能的500～800 r/min区间和影响怠速抖动的怠速的相关点;同时电控泵增加了大量的传感器元件，如油门、正时阀和行程等传感器，各类信号的迅速准确测量问题;加之电控泵的泵端压力进一步提高，各类零件的间隙相对更小，对泵总成的清洁度要求等，测试不能反映真实的情况，将误导开发人员研究方向。国Ⅲ系列的电控VE泵的前期开发基本上使用BOSCH818试验台，保证了开发工作的正常有序的进行。在电控泵的转产过程中,发现原有的试验台存在很多问题如下:

a.无法观测到产品每一缸油量的瞬时油量值,低速油量失真明显。

b.高速和低速的油量测量重复性不好,特别是低速均匀性。

c.测试数据不准确，随意性较大。

d.进油不清洁，导致泵内部清洁度超标。

e.每天测试工艺泵的记录没有严格执行，缺少监控的手段。

f.每一台泵的测试记录真实性缺失，缺少监控的手段。

1 试验台开发方案的确认

为了尽快解决以上问题，车间配合生产安全部对现有试验台存在的问题逐一分析讨论以下几种方案开发试验台：参照公司内部的巴西试验台的测试原理，由量杯式改为高速电磁阀控制测试;增加各类传感器元件的检测单元;增加燃油过滤系统，附加报警设施;重新设计测试界面，关键数据的明示;铺设网线，方便数据采集等。同时委托山东三能试验设备厂介入，共同研究分析，确认方案，并于2009年底出了样机，逐步改进，在2010年3月定型制造。

2 具体方案的实施

2.1 测量系统的开发

由原来的量杯式(见图1)改为瞬时电磁阀控制的测量方式(见图2)。油量原来是先打进量杯，然后再通过眼睛读取，判断误差较大。现在采用光栅式自动检测，可以瞬时测量出各缸的油量状况，并能测量到泵压、行程等指标，减少人为判别的误差;对于如油门、正时阀和行程等传感器等信号采用相应检测仪，可以直接试验台上的测量出来，极大程度地提高了效率。

2.1.1 新旧测量系统

新旧测量系统的性能比较见表1。

a.改进前量杯式的油量测量全靠操作者的经验，对于在临界点的油量指标很容易误读或误判。

b.改进后的测量系统直接显示出油量数值，减少人为读取的误差，特别是怠速点均匀性的数值减少争议，更有利于产品性能指标的真实反映。

c.检测单元集成转速、油门、电压等指标，一次检查通过。

d.采用新试验台相对原试验台生产效率提升率达到20%。

2.1.2 工艺执行和监控

原来的工艺泵记录为操作者测试后，人工填写，容易出现不执行工艺的现象，即使测试工艺泵出现问题也不及时反映，影响产品质量。现在是在测量系统中设定测试工艺泵程序，测试后自动记录，出现异常自动停止生产程序。只有系统修复后，工艺泵通过测试才能进行正常生产。确认系统的稳定、合格后才能进行生产，保证系统的可靠性。

新旧设备状态运用的效果对比见表2，新旧设备的网络运用见表3，新旧设备的清洁度效果和消耗状况见表4。

a.操作界面(见图3)直接显示出需要测量和关注的指标，系统出现问题自动停机，避免在设备或系统不稳定状态下的生产。

b.每一台泵的数据随泵号计入系统并存储，是唯一和有效的，如果泵的数据有偏差系统自动刷红显示出来，车间和质保可以第一时间发现并处理。

c.工艺泵测量(见图4)，否则系统提出非法生产，并及时显示出来，提升工艺执行率。

2.1.3 数据的采集

原来车间生产的产品性能记录全部为操作者手工记录，易出现记录不清、不真实等现象。现改进后的系统，操作者性能测试结束后合格自动存盘，不合格会在记录上显示不合格。所有的产品性能记录通过公司网线传递到各个采集端口(见图5)，可以任意查询历史记录，或每一台产品的性能参数等(见图6)，极大程度方便了产品追溯和控制。增加过滤系统，保证进油清洁，控制泵内部清洁度。

每一个试验台增加两级过滤器(见图7)，第一级为0.005 mm，第二级为0.003 mm，设立报警系统(见图8)，正常使用过程是绿灯亮，当清洁度出现异常时红色灯亮，停机并更换校泵油。通过此系统，保证进入泵内的燃油的清洁度，从而提升泵总成的清洁度。效果情况：

a.改进前试验台每月换一次油，上半个月清洁度达标，下半个月清洁度可能会超标，存在清洁度超标的风险。

b.改进后根据每台试验的过滤报警装置来确定是否换油，平时只需根据损耗进行适当的添加，定时清洗更换滤芯，发现报警进行更换。

3 新试验台的使用效果

通过以上改造，取得以下的效果：

a.清洁度得到提升，延长了换油周期，每月只需对消耗部分进行补给，使用油成本降低20%。

b.测量系统的优化，方便操作。调试人员的单班产量得到提升，效率提升40%。

c.系统的监控，使人为误差下降明显。人均返工的频次由原来的18次/月降低到10次/月。

d.库检合格率由原来的85%提高到91%。

4 结论

根据以上状况，可以看出这种新开发的试验台基本上满足欧Ⅲ系列柴油机的电控VE泵测试需求，为公司批量生产电控VE泵做出了支持，为我们产品整体品质的提升提供支撑。

摘要：论述了国Ⅲ系列柴油机的电控VE泵对检测试验台的要求,针对以上要求进行试验台的开发和实现,对新试验台的燃油过滤系统、测量系统、数据采集和监控等方面进行测试和验证,满足了国Ⅲ系列的电控VE泵生产要求。

关键词：国Ⅲ排放,柴油机,电控系统,设计制造

参考文献

[1]蒋德明.内燃机原理[M].北京:机械工业出版社,1988.

[2]邓东密,等.柴油机喷油系统[M].北京:机械工业出版社,1996.

烟叶采收机试验测试方法 篇8

曲靖市烟草公司高度重视马龙县烟草农业机械化工作, 及时精心安排部署, 并邀请农机部门的科技人员和专家参与研究烟草农业机械化工作。在认真总结多年来马龙县烟草农机工作的基础上得出, 烟叶采收是制约烟草生产全程农机化的瓶颈问题, 必须把烟叶采收机的引进开发作为重点攻关项目来抓。在国家局和省局的重点扶持下, 曲靖市烟草公司从意大利、加拿大等国引进了不同型号的烟叶采收机在马龙县和罗平县进行了大量的试验, 但进口机型价格昂贵、机型庞大, 且无法适应云南省烟草种植农艺要求, 因而不利于普及推广。因此, 决定由曲靖市烟草公司、曲靖市农机技术推广站和昆船集团电子设备有限公司在消化吸收国外先进技术的基础上, 共同研发适宜云南省地理环境和种植农艺要求的烟叶采收机, 实现烟草生产全程机械化。烟叶采收机的研发、试验、推广在我国刚起步, 国家尚无试验测试方法和标准, 为全面做好烟叶采收机的开发试验工作, 需研究制定科学合理的试验测试方法, 指导田间试验测试, 现就烟叶采收机的试验测试方法进行探讨[1,2]。

1 试验目的

一是通过性能试验测试, 考核研发试制样机是否达到设计的各项指标要求, 各项经济技术指标与国外引进产品相比较是否达到国际先进水平。二是通过反复性能试验测试, 确定试制样机的最佳工作速度、采叶机构最佳调整间隙、送叶机构的最佳调整间隙和风速。三是通过生产查定, 考核试制样机的经济性、使用可靠性、地区适应性、调整保养方便性、重要零部件和易损件的耐用性及使用安全性。

2 试验条件与田间调查方法

2.1 试验条件

试验机械为研发试制样机和国外引进同机型样机各1台, 试验前必须进行调试保养, 使其保持最佳工作状态, 试验测试时由专人操作, 在相同土壤性质、相同种植品种、相同移栽节令、相同成熟度和相同天气条件下交替进行测试。试验地必须是机械化耕作、机械化起垄和机械化移栽的田块, 烟田长度不小于100 m, 两头应留出足够的转弯调头路道。

2.2 田间调查方法

田间调查严格按照《农业机械试验条件测定方法的一般规定》 (GB5262—2008) 的规定测定烤烟的品种、烟叶成熟度、烤烟自然高度、烟株高度、烟株茎围、烟叶长宽、百叶质量、烟田垄高、垄间距、杂草密度等[3,4]。

3 性能试验测试方法

3.1 烟叶破损率测试

利用中部烟叶取样500株分5次测试, 求出平均破损率。烟叶破损率可采用质量法或数量法进行计算, 计算公式如下:

式 (1) 中, YP为烟叶破损率 (%) ;WP为取样烟叶破损叶片总质量 (kg) 或数量 (片) ;WX为取样烟叶叶片总质量 (kg) 或数量 (片) 。

烟叶破损率测试准确性关键取决于破损烟叶的界定, 根据当前烤烟收购验收标准, 烟筋从叶尖起到烟柄顶端折断长度超过1/4的叶片应界定为破损烟叶, 烟筋未折断叶面破损1/4的叶片应界定为破损烟叶。采用质量法计算时, 破损烟叶按上述标准秤重折断和破损的所有叶片, 采用数量法计算时, 每片破损烟叶不论烟叶折断或破损成几部分均按1片计算。

3.2 烟株损伤率测试

利用中部烟叶取样500株分5次测试, 求出平均损伤率, 计算公式如下:

式 (2) 中, YZS为烟株损伤率 (%) ;WS为取样烟株损伤总数量 (株) ;WX为取样烟株总数量 (株) 。

烟株损伤率测试的准确性主要取决于损伤烟株的界定, 根据烤烟生长特性, 每次测试清点损伤烟株时, 以通过进行采收后影响其生长的为损伤株数, 轻微损伤可不计数。

3.3 烟叶输送掉叶率测试

烟叶输送掉叶率是指通过采收机采收工作部件采摘下来的烟叶在输送到烟叶储藏箱过程中未到达烟叶储藏箱内的烟叶比例。计算公式如下:

式 (3) 中, Yd为烟叶输送掉叶率 (%) ;Wd为取样烟叶叶片掉叶总数量 (片) ;WX为取样烟叶叶片总数量 (片) 。

3.4 烟叶采收机前进速度测试

分别测定烟叶采收机采收作业速度和空行前进速度, 并进行记录, 计算公式如下:

式 (4) 中, V为机器前进速度 (m/s) ;L为测定区长度 (m) ;t为通过测定区的时间 (s) 。

4 生产试验方法

生产试验纯工作时间不得少于150 h, 生产试验的一般要求、内容、技术经济指标计算严格按《农业机械生产试验方法》 (GB/T 5667—2008) 的规定执行, 生产试验期间应做好各项记时记录。

4.1 时间查定的重要内容

班次时间包括纯工作时间、故障时间和调整保养时间等, 其中, 纯工作时间包括地头转弯时间和卸烟叶时间。非班次时间包括组织不善造成的停机时间、1 km以上的空行时间、自然条件造成的停机时间, 以及操作人员吃饭休息时间等。

4.2 使用经济指标的计算

4.2.1 生产率。纯工作小时生产率计算公式为:

式 (5) 中, EC为纯工作小时生产率 (hm2/h) ;∑QCb为生产查定的班次作业面积 (hm2) ;TC为生产查定的班次作业时间 (h) 。

班次小时生产率计算公式为:

式 (6) 中, Eb为班次单位时间的生产率 (hm2/h) ;∑Qb为生产考核期间的总作业面积 (hm2) ;Tb为生产考核期间的总作业时间 (h) 。

4.2.2 使用可靠性。使用可靠性计算公式为:

式 (7) 中, K为使用可靠性 (%) ;Tg为生产考核期间的班次故障排除时间 (h) ;TZ为生产考核期间的班次作业时间 (h) 。

4.2.3 燃油消耗量。测定小时耗油量计算公式为:

式 (8) 中, GT为1 h耗油量 (kg) ;△V为测定时间内消耗燃油总容积 (m L) ;t为测定时间 (h) ;r为试验温度条件下的燃油密度 (g/m L) ;△G为测定时间内消耗燃油总质量 (g) 。

单位作业面积耗油量计算公式为:

式 (9) 中, GS为单位作业面积的耗油量 (kg/hm2) ;△GS为班次作业时间内消耗燃油的总质量 (kg) ;S为班次作业的总面积 (hm2) 。

4.2.4 测定时间利用率。班次时间利用率计算公式为:

式 (10) 中, Kb1为班次时间利用率 (%) ;Tbs为生产考核期间纯作业时间 (h) ;Tbz为生产考核期间总作业时间 (h) 。

总延续时间利用率计算公式为:

式 (11) 中, Ky1为总延续时间利用率 (%) ;Tys为生产考核期间纯作业总延续时间 (h) ;Tyz为生产考核期间总延续作业时间 (h) 。

4.2.5 调整保养方便性。调整保养方便性计算公式为:

式 (12) 中, Ktb为整保养方便性 (%) ;Tyz为生产考核期间总延续作业时间 (h) ;Ttb为生产考核期间总延续作业调整保养时间 (h) 。

4.3 常规性观测记录

生产考核的机具在整个试验期间应注意观察一般工况和性能, 并做好记录。应观察烟叶采收机作业质量、生产能力对各种品种烟叶和自然条件的适应性及机器的故障和排除情况。在试验中后期应进行2~3次性能复测, 确定发动机功率及液压驱动系统是否满足要求, 是否有漏油、浸油情况;烟叶采收机的烟叶输送情况及烟叶箱装满程度、烟叶卸倒情况等。检查烟叶采收机使用与维护的方便性、使用调整的灵活性、操作的安全性和可靠性。

5 试验报告的撰写

5.1 整理汇总

在试验过程中应及时整理所有数据和资料。试验结束后应将观察、测定、计算和分析的结果核实资料汇总记入表格, 编写试验报告。

5.2 试验报告内容

5.2.1 试验概述。

写明试验目的, 试验烟叶采收机的型号、名称、台数, 开发研究单位, 参加试验单位, 试验时间、地点, 以及完成工作量等情况。

5.2.2 烟叶采收机简介。

介绍烟叶采收机的结构、主要参数、特点及工作原理和过程, 必要时应附机器简图或照片。

5.2.3 试验条件及分析。

简述田间调查及试验条件, 分析试验条件是否具有代表性及对试验测试的影响加以说明。

5.2.4 试验结果及分析。

概述通过试验测试获得的数据和观察到的现象, 根据试验目的对烟叶采收机试验结果进行分析和评价, 得出试验结论。

参考文献

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测试试验台 篇9

密接式车钩及缓冲器综合性能试验台用于对检修后的密接式车钩进行各项功能检查和试验。能在不同工况下进行车钩的挂钩、解钩试验, 检验被试车钩及缓冲器的性能。试验台能直观地显示各试验性能数据, 连接方便、可靠, 便于工作人员操作。

1 试验台的主要结构组成

本试验台由固定台支座、移动小车、支承导轨、撞击车钩、车钩左右位置调节系统、车钩升降调节装置、液压系统、气压系统和控制台组成。见图1。

(1) 固定台支座:它是试验设备的重要部分, 它要承受试验时的载荷, 试验设备上的移动小车、支承导轨、撞击车钩、车钩左右位置调节系统、车钩升降调节装置都放置在机架上, 其下部还要放置液压系统。 (2) 移动小车:移动小车主要是用来检测车钩的挂钩性能的, 移动小车主要组成是其燕尾形导轨, 燕尾形导轨采用铸铁铸造后进行精加工, 加工精度满足设计要求。移动小车上面要放置被测试的车钩, 因此其强度和刚度要满足设计要求, 小车与支撑导轨的摩擦还要求较小。 (3) 车钩左右位置调节系统:车钩左右位置调节系统主要是为了检测车钩在偏转一定角度时的性能而设置的, 主要由固定滑轮和钢丝绳组成, 要求固定滑轮和钢丝绳之间的摩擦系数要小, 偏转要灵活可靠, 调节是依靠液压马达来实现, 工作可靠、省力, 减小工作人员的劳动强度。 (4) 车钩升降调节装置:车钩升降调节装置主要是为检测车钩上下偏移时的性能而设置的, 主要由升降架和液压油缸组成, 升降架由碳素钢焊接而成, 液压油缸为标准件, 通过它的设计参数选择即可。 (5) 液压系统:液压系统是为试验设备提供拉伸试验时的动力, 也是为升降装置和左右位置调整系统提供高压力油。液压系统的基本组成是由电机、液压泵、拉升油缸及控制元件组成, 液压系统的性能要求稳定, 压力要求高, 拉伸油缸的拉力大, 对于检测车钩的拉伸是特别关键的。 (6) 气动系统:气压系统是为移动小车提供大流量的压缩气体以及为解钩试验提供气源而设计的。气压系统主要由空气压缩机、储气罐、冲击气缸、空气净化装置、消声器和控制元件组成。要求压缩机能提供大的流量, 整个系统的噪音要小, 否则会影响周围工作人员的工作。 (7) 控制台:控制系统主要由试验台、液压站、空压站、控制操作台和各类传感器等部分组成。控制系统的相关参数最后都能在控制操作台上显示, 控制台设计新颖、舒适, 便于工作人员操作和使用。

2 试验台的试验项目和工作原理

(1) 试验台的实验项目。

密接式车钩及缓冲器使用一段时间后需要定期检修, 检修后需要对其各项性能进行测试。本试验台能进行如下试验测试。 (1) 对中时挂钩、解钩及缓冲器的性能测试, 拉力为3 5吨时的抗拉负载试验及气密性试验。

(2) 左右偏移3 0°时挂钩、解钩及缓冲器的性能测试。

(3) 上下偏移100mm时挂钩、解钩及缓冲器的性能测试。

(2) 试验台的工作原理。

(1) 机械传动部分工作原理:如图1所示, 由驱动气缸8驱动撞击小车以0.4m/s~0.8 m/s速度向左移动撞击被测试车钩, 进行挂钩及被测缓冲器的性能测试, 撞击小车移动速度由驱动气缸流量调节, 撞击力由驱动气缸压力调节, 撞击小车可以加2~4吨配重, 以获得不同惯量, 被测缓冲器的缓冲性能通过检测被检测车钩的位移量确定, 相关试验数据同时在控制台面板上显示。

1—固定台支座, 2—缓冲器, 3—固定车钩, 4—液压系统, 5—移动车钩, 6—缓冲器, 7移动小车, 8—气动系统

1—油箱, 2—过滤器, 3—定量泵, 4—调速阀, 5、7—电磁阀6—拉升油缸, 8、9—升降油缸, 1 0—左右调整马达, 1 1—减压阀, 1 2—溢流阀

1—气源, 2—压力表, 3—截止阀, 4—换向阀, 5—接口, 6—方向控制阀, 7—压力传感器, 8—换向阀, 1 0—气缸, 1 1—消声器

(2) 液压系统工作原理:液压系统工作原理见图2。液压驱动油缸6向右逐渐产生3 5吨拉力进行抗拉负载试验, 拉力大小由液压驱动油缸进油压力调节, 两车钩连接区间的间隙通过位移传感器进行检测, 相关试验数据同时在控制台面板上显示。升降油缸8、9可以使车钩上下偏移1 0 0 m m, 在此状态下进行车钩的挂钩、解钩及缓冲器的性能测试。马达1 0可以使车钩左右偏移30°时, 进行车钩的挂钩、解钩及缓冲器的性能测试。

(3) 气动系统工作原理:气动系统原理见图3。驱动气缸10驱动撞击小车以0.4ms~0.8 m s速度向左移动撞击被测试车钩, 进行挂钩及被测缓冲器的性能测试, 通过接口5向试验装置提供解钩和气密性试验的气源。

(4) 缓冲器性能检测原理:缓冲器的最大阻抗力可由下式计算:

缓冲器容量, 移动小车以0.4m/s~0.8m/s速度向左移动撞击被测试车钩, 检测被检测车钩的位移量, 根据以上两个参数可以建立缓冲器的特性曲线, 以此可以判断缓冲器的性能。

(5) 控制系统原理:控制系统的组成及原理性框图如图4所示, 主要由试验台、液压站、空压站、控制操作台和各类传感器等部分组成。从功能上讲, 可以分为撞击系统、拉伸系统和辅助系统 (升降/偏转) , 在控制操作台的协调控制下完成试验工艺规定的动作过程。

3 试验步骤

(1) 安装被检测车钩及被测缓冲器。通过车钩左右位置调节机构、车钩上下调节油缸调整两车钩, 使之处于对中位置。然后进行对中时挂钩、解钩及缓冲器的性能测试;拉力为3 5吨时的抗拉负载试验及气密性试验。 (2) 通过车钩左右位置调节机构使车钩分别处于左右30°, 进行挂钩、解钩及缓冲器的性能测试;拉力为3 5吨时的抗拉负载试验及气密性试验。最后, 向被检测车钩的解钩气缸通气进行解钩性能测试。 (3) 通过车钩上下调节油缸调整两车钩, 进行上下偏移100mm时挂钩、解钩及缓冲器的性能测试, 拉力为3 5吨时的抗拉负载试验。最后, 向被检测车钩的解钩气缸通气进行解钩性能测试。

4 结语

密接式车钩及缓冲器综合性能试验台通过测试能完全满足车钩和缓冲器试验的目的, 且结构简单、运行平稳、操作方便、噪音小等特点, 具有实时参数显示、曲线显示、数据记录、历史数据分析、试验报告打印等功能。

参考文献

[1]高爽.地铁车辆构造与维修管理[M].北京:中国铁道出版社, 2003.

[2]重庆轻轨车辆使用与维护[M].长春轨道客车股份有限公司, 2002.

混合动力汽车油耗测试试验探析 篇10

在轻型车排放转鼓试验台上展开试验, 测试内容有CVS、转鼓试验台以及气体分析仪等, 为了测量车载电池的充放电量, 增加了配套的电流传感器和电力计。两个电流传感器都配备了电力计, 用来对动力电池中两根主导线的电流值进行测量。利用CAN总线信号可以读取和记录软件CanMoniter, 能够读取主电池里的数据。将两辆完全相同的混合动力汽车 (HEV) A和B拿来测试, 试验了循环工况NEDC1992 (ECE+EUDC) 将近20次。

2 试验结果规律分析

2.1 NEDC1992循环工况下的油耗

NEDC1992循环油耗试验是通过1个电流传感器主导线上的电流的。通过对电流的时间积分得到充放电量净值Q。一般来说按照GB/T19753-2005进行HEV油耗测试得到的Q值在0.2~0.3SA·h左右。进行试验认证时。厂家要向认证实验室提供拟合线的斜率。认证实验室中采用测得的Q值和斜率来修正测得的油耗值, HEV油耗试验需要通过2个NEDC循环来完成, 为了让初始的SOC靠近能让充放电净值和零接近的SOC, 会有一个较长的充放电调整过程。所以结束预处理时, SOC也会比较稳定, 这里的SOC也就是正式的测试步骤的初始SOC, 因此, 正式测试步骤Q值常常接近于零。NEDC1992循环工况油耗试验中主电池正负极导线电流的测量是通过两个电流传感器实现的。对导线电流进行时间积分, 得到Q1值和Q2值, 记为平均值Q。经过修正后的油耗值为3.93L/100km。

2.2 全国循环及北京循环工况下的油耗

按照该HEV车辆在北京等城市的速度试验数据, 构建了两个循环工况, 每个约为1200s。叫作全国循环和北京循环。图1表示的是燃油消耗量和Q之间的关系。运用最小二乘法来拟合线性, 得到了下图中的拟合线。经过修正后的燃油消耗量由拟合线和Y轴的交点来表示。全国循环修正后的油耗为4·4L/100km, 北京循环修正后的油耗为4·1L/100km。 (图1)

2.3 油耗修正处理方法分析

从测试数据的规律中可以看出, 在NEDC1992和其他的循环工况下, HEV的充放电能比较明显, 因此油耗试验需要把电能因素计入进去。它比测试传统汽车的过程要复杂。如果测试结束之后车辆主电池的SOC和测试开始的SOC一样, 就可以说CVS测试系统测得的油耗值为HEV实际的油耗值。但往往是试验结束时车辆主电池的SOC和测试之初的SOC不相等。

ΔSOC用Q来表示, 通过试验测出Q值和油耗值, 再结合Q和油耗间的关系来修正油耗值, 也就是计算当Q=0时油耗值的大小, 等价于理想中的油耗值。当“Q=-0”和“ΔSOC=0”等价时, 会使系统出现误差。因为电池在充电时和放电时它的能量转化效率都小于1。

在一次ECE循环试验中, 分别对ΔSOC、充放电净值、电流值进行了测试。

其中, 电力计测得Q值, Can2monitor测得ΔSOC。把ΔSOC作为X轴, Q作为Y轴。ΔSOC和Q之间的关系和线性关系比较接近。散点的走势没有经过原点, 而且还和原点保持着一定的距离。这表示“ΔSOC=0”并不等价于“Q=0”。规律线和纵轴的交点说明该车Q≈-0.17A·h。因此, 如果按照“ΔSOC=0”的标准来进行油耗修正, 修正后的油耗值不应该用规律线和Y轴的交点来表示。否则会低估油耗约0.1~0.2L/100km。

由于目前测算、读取和记录SOC还有一定的难度, 所以尽管采用充放电净值Q存在一些弊端, 但是它操作起来比较简单, 而且满足了工程应用中所需要的精度。

采用的测试循环不同, 则对非外接充电型HEV的油耗测量方法会产生不同的偏差。如果测试循环是两个连续的NEDC循环, 那么在测量HEV的油耗时, 它的偏差将会被放大1倍。测试循环的时间越长, 那么引入的偏差就会更大。

3 探讨补充修正步骤

由于难以预测HEV中的SOC, 因此需要采用充放电数据来建立SOC的映射。WP29法规只采用了一个参数, 就是充放电净值。如果采用两个参数, 充放电净值Q和放电累计值Q+来和SOC建立映射, 放电累计值Q+就能补充SOC变化情况的信息。进行修正计算时, 除了要补充修正斜率以外, 还要补充Q与Q+的关系。连续进行六次NED试验, 将最后四次数据的几何中心点和原点连线, 得到的直线就是修正指导偏移线。文中描述的HEV的图线实际上就是经过 (-0.17, 1.88) 和原点的直线。

厂家会向检测机构提交待测车型的信息和修正斜率信息。检测机构再进行油耗试验时, 除了使用WP29所规定的操作方法以外, 还会另外记录Q+的数据,

将这次试验的Q+数据和Q数据标示出来, 就能得到修正指导偏移值。再结合修正率计算出和修正指导偏移值相对应的油耗数据。也就是修正后的油耗值。这个方法的难度在于增加了油耗计算的步骤。

4 结语

总而言之, 采用电力计测量系统以及转鼓试验台测试系统, 能够实现非外接充电型HEV的油耗测试, 由于“ΔSOC=0”并不等同与“Q=0”, 所以油耗测试结果会和真实的值出现一点偏差。

参考文献

[1]钱国刚, 陆红雨, 阿部真一, 等.混合动力汽车能耗测试试验研究[J].汽车工程, 2006 (11) .

[2]王婷.混合动力汽车控制策略的优化研究[D].北京交通大学, 2009 (6) .