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摘 要：汽车液压制动软管高温脉冲测试装置适用于液压制动软管的高压脉冲疲劳测试，用于模拟测试产品实际工况（高温环境、高温介质、压力脉冲冲击），以检测并确定其性能。
关键词：液压制动软管；耐高温脉冲性试验；检测。
【中图分类号】TS736+.2
1、 引言
“拉得起！走得稳！刹得住”三个特征是一辆好车所必须具备的条件，要实现“刹得住”，汽车制动性能必须优良。目前，汽车的制动系统广泛采用液压制动方式和气压制动方式，小型汽车大多采用液压制动系统，制动力通过液压制动软管将压力传递到制动器完成车轮制动，而液压制动软管质量的好坏直接决定着制动系统的安全性。目前很多交通事故的直接原因就是制动软管质量问题，导致汽车在高速行驶时制动失灵而酿成悲剧。
1997年我国出台国家标准GB 16897-1997《制动软管》，规范制动软管的生产，2003年国家又将制动软管产品纳入到强制认证产品目录范围内。然而，随着车辆保有量的增长、公路网的成熟、行车车速的大幅度提高，对汽车制动性能和行驶安全性提出了越来越高的要求，1997年出台的标准已经不能适应汽车产品发展的要求，同时制动软管检测项目和指标也落后于国际标准，如97年标准直接涵盖了液压制动软管、气压制动软管、真空制动软管，而实际三大类产品虽都为制动软管产品，但区别、用途差异还是很大，真空制动软管几乎已经不被使用。所以2010年国家修定了新的制动软管强制标准GB16897-2010《制动软管的结构、性能要求和试验方法》。新标准除优化老标准试验指标之外，强化了模拟实际驾驶时紧急制动时制动软管的状态，增加了高温压力脉动试验项目。
我省还没有厂家研制高温高压下压力脉动试验设备。研制符合标准要求的高效、经济、实用、方便的液压制动软管高温压力脉动检测装置，不仅能完善自我的检测能力，提高自我的科研技术水平，为政府部门产品质量监管提供技术支撑，而且能促进我省50余家制动软管企业生产满足新的国家标准要求的产品，增强在国内外市场上的竞争力提供帮助。
2、系统原理及产品研制
2.1试验台工作机理及组成
通过与合作单位的共同研制，开发符合标准要求的液压动力系统，最高工作压力达到16Mpa。设计采用1.5kW交流电机，最高输出压力7.8MPa，最大流量5L/min的液压泵，增压比例为1：2.1的增压缸，经过增压后理论最高工作压力达到16Mpa。
增压缸的二边实现双介质工作，增压缸最大单向行程达到300mm，由于增压缸活塞和缸壁之间一定存在间隙，在每一次1min的高压试验时，一定会存在少量介质的渗漏，或者试件在试验中发生失效破损，将发生大量介质的渗漏，系统设置了高精度位移传感器，随时检测增压缸活塞的位移，单次高压试验位移（60s）在设定数值以内，系统判断工作正常，在下次高压试验开始时，位移传感器自动回零，重新新的一次增压缸活塞位移的检测，如果某一次活塞位移量超过了设定数值，系统就会判断为试件失效破损，试验停止并报警，并且记录保存试验次数等相关信息。在试验过程中增压缸是在不断的向前运动的，但达到整个设置行程后，增压缸会自动回位，双边重新抽满介质。
图 液压站、增压缸、电控阀及管路
购置最高温度为300度、温度控制精度±3℃、内部空间符合要求的红外烘箱，满足制动软管高温脉冲试验（143±3）℃的要求；通过对烘箱的改造，将试件的快速安装系统接入烘箱内，试验样品安装工位达到8个。
利用PLC控制技术，通过控制系统的设计和自主研发的测试软件，建立高精度电控换向阀系统，实现排净空气、封闭管路、升压稳压、降压等步骤，在试验参数设置后，自动完成高温高压脉动试验检测。
检测设备为外形尺寸高2000mm、宽1000mm、厚度640mm的工作柜，表面喷塑处理，下部是一个液压动力脉冲发生单元，上部是一个高温环境工件安装单元，左侧是一个PLC控制系统单元，上部箱体设置触摸控制屏。设备采用箱型整体结构、动力站集成化、无外泄漏，外表整洁美观。
2.2液压动力脉冲发生单元：
液压动力脉冲发生单元由充液系统、排气系统、脉冲动力系统（液压站）、脉冲压力切换系统、强电控制系统组成。
2.2.1充液系统：
该系统由增压缸、增压缸位移传感器、集液箱、过滤器、充液控球阀组成。该系统完成整个循环系统中所有容积的介质充注与补充。该系统是通大气的，与排气系统组成一个充液排气开式循环。
2.2.2排气系统：
该系统由增压缸、增压缸位移传感器、排气控球阀、排气集液箱、排气阀组成。试件安装完成后，试件内是空气没有试验介质，排气通过增压缸的大行程位移来实现，可以根据试件的容积大小来设置排气的次数，达到彻底排净空气。排气是否彻底会直接影响到压力的产生和稳定，它是压力产生的必要条件。该系统安装在系统管道的最上端，有利于排气。
2.2.3液压系统：
液压系统给脉冲的发生装置提供一个恒压源，还包含一个压力切换装置。该系统由液压箱、液压泵、液压阀、过滤器、压力继电器等元器件组成。泵、阀为国产优质产品。
2.2.4脉冲压力控制系统：
该控制系统是设备的核心。系统由电控阀、增压油缸组成。
2.3高温环境工件安装单元
高温环境工件安装单元外壳采用钢板制作，工作室采用优质的结构钢板制作。外壳与工作室之间填充硅酸铝纤维。加热器安装在后侧。温度控制仪表采用数显智能表，PID调节，操作简便，快捷，有效。
单元外型尺寸640×1020×1000（D*W*H）mm，温度控制最小显示1℃，感温传感器采用PT100铂金电阻测温体，热平衡调温方式，使温度控制更为精确稳定；送风循环系统采用低噪音、长寿命、空调型风机，风轮为多翼式离心风叶。热风循环系统由高温风机和风道组成，实现工作室内温度均匀。 图 试件快速安装系统
2.4计算机控制与采集系统单元
2.4.1电气主要组成
由PLC（可编程逻辑控制器）、AD（高速定位模块）和HMI（人机界面）组成。其最特出的是对管路渗漏的检测，检漏工作过程如下：
1）油泵工作。
2）油管排空气。
3）油管增压。
4）油管检漏，系统加温到设定温度，在设定时间内反复的做检漏测试。
2.4.2检漏软件的控制原理
PLC读取定位模块数据（模块精度达0.03mm），模块数据变化范围（0.00mm～300.00mm）。利用运算指令对数据进行运算，并将运算结果存放在指定的PLC数据寄存器里。高速的PLC扫描周期（1ms）可保证数据实时更新。
HMI可以连接扫描仪、打印机、电脑等。HMI可通过扫描仪监视产品的检测过程，并记录PLC的数据，此数据可保存到优盘，可通过电脑、打印机输出，供分析使用。
图 控制单元内部
2.5试验箱整体设计
图 设备正面
3主要解决的技术关键：
3.1研制的设备主要满足GB16897制动软管国家标准要求，但同时对其他用途的尼龙软管、橡胶软管、聚四氟乙烯软管、金属波纹管也能进行压力脉冲疲劳试验。
3.2拆卸被试件后的泄漏介质自动回收，试验过程介质少量渗漏的补液系统。
3.3试验时可以自由设定运行周期次数要求，当达到要求时可以自动停止试验。
3.4试验过程中，发生泄漏或样品失效，能够自动停机，显示试验次数。
3.5试验时外部可以观察试样试验情况，观察窗设有保护装置。
3.6具有以下安全装置：紧急按钮； 遇故障自动停机并报警。
4 主要达到的技术指标
采集参数
增压缸位置、自动排气次数、试验次数设定、试验压力、复位行程、泄漏行程、保压时间、泄压时间、等待时间、工作温度、试验次数
图 控制界面
5、参考文献
[1] GB 16897-2010《制动软管的结构、性能要求及试验方法》.北京：中国标准出版社，2011
关键词：液压制动软管；耐高温脉冲性试验；检测。
【中图分类号】TS736+.2
1、 引言
“拉得起！走得稳！刹得住”三个特征是一辆好车所必须具备的条件，要实现“刹得住”，汽车制动性能必须优良。目前，汽车的制动系统广泛采用液压制动方式和气压制动方式，小型汽车大多采用液压制动系统，制动力通过液压制动软管将压力传递到制动器完成车轮制动，而液压制动软管质量的好坏直接决定着制动系统的安全性。目前很多交通事故的直接原因就是制动软管质量问题，导致汽车在高速行驶时制动失灵而酿成悲剧。
1997年我国出台国家标准GB 16897-1997《制动软管》，规范制动软管的生产，2003年国家又将制动软管产品纳入到强制认证产品目录范围内。然而，随着车辆保有量的增长、公路网的成熟、行车车速的大幅度提高，对汽车制动性能和行驶安全性提出了越来越高的要求，1997年出台的标准已经不能适应汽车产品发展的要求，同时制动软管检测项目和指标也落后于国际标准，如97年标准直接涵盖了液压制动软管、气压制动软管、真空制动软管，而实际三大类产品虽都为制动软管产品，但区别、用途差异还是很大，真空制动软管几乎已经不被使用。所以2010年国家修定了新的制动软管强制标准GB16897-2010《制动软管的结构、性能要求和试验方法》。新标准除优化老标准试验指标之外，强化了模拟实际驾驶时紧急制动时制动软管的状态，增加了高温压力脉动试验项目。
我省还没有厂家研制高温高压下压力脉动试验设备。研制符合标准要求的高效、经济、实用、方便的液压制动软管高温压力脉动检测装置，不仅能完善自我的检测能力，提高自我的科研技术水平，为政府部门产品质量监管提供技术支撑，而且能促进我省50余家制动软管企业生产满足新的国家标准要求的产品，增强在国内外市场上的竞争力提供帮助。
2、系统原理及产品研制
2.1试验台工作机理及组成
通过与合作单位的共同研制，开发符合标准要求的液压动力系统，最高工作压力达到16Mpa。设计采用1.5kW交流电机，最高输出压力7.8MPa，最大流量5L/min的液压泵，增压比例为1：2.1的增压缸，经过增压后理论最高工作压力达到16Mpa。
增压缸的二边实现双介质工作，增压缸最大单向行程达到300mm，由于增压缸活塞和缸壁之间一定存在间隙，在每一次1min的高压试验时，一定会存在少量介质的渗漏，或者试件在试验中发生失效破损，将发生大量介质的渗漏，系统设置了高精度位移传感器，随时检测增压缸活塞的位移，单次高压试验位移（60s）在设定数值以内，系统判断工作正常，在下次高压试验开始时，位移传感器自动回零，重新新的一次增压缸活塞位移的检测，如果某一次活塞位移量超过了设定数值，系统就会判断为试件失效破损，试验停止并报警，并且记录保存试验次数等相关信息。在试验过程中增压缸是在不断的向前运动的，但达到整个设置行程后，增压缸会自动回位，双边重新抽满介质。
图 液压站、增压缸、电控阀及管路
购置最高温度为300度、温度控制精度±3℃、内部空间符合要求的红外烘箱，满足制动软管高温脉冲试验（143±3）℃的要求；通过对烘箱的改造，将试件的快速安装系统接入烘箱内，试验样品安装工位达到8个。
利用PLC控制技术，通过控制系统的设计和自主研发的测试软件，建立高精度电控换向阀系统，实现排净空气、封闭管路、升压稳压、降压等步骤，在试验参数设置后，自动完成高温高压脉动试验检测。
检测设备为外形尺寸高2000mm、宽1000mm、厚度640mm的工作柜，表面喷塑处理，下部是一个液压动力脉冲发生单元，上部是一个高温环境工件安装单元，左侧是一个PLC控制系统单元，上部箱体设置触摸控制屏。设备采用箱型整体结构、动力站集成化、无外泄漏，外表整洁美观。
2.2液压动力脉冲发生单元：
液压动力脉冲发生单元由充液系统、排气系统、脉冲动力系统（液压站）、脉冲压力切换系统、强电控制系统组成。
2.2.1充液系统：
该系统由增压缸、增压缸位移传感器、集液箱、过滤器、充液控球阀组成。该系统完成整个循环系统中所有容积的介质充注与补充。该系统是通大气的，与排气系统组成一个充液排气开式循环。
2.2.2排气系统：
该系统由增压缸、增压缸位移传感器、排气控球阀、排气集液箱、排气阀组成。试件安装完成后，试件内是空气没有试验介质，排气通过增压缸的大行程位移来实现，可以根据试件的容积大小来设置排气的次数，达到彻底排净空气。排气是否彻底会直接影响到压力的产生和稳定，它是压力产生的必要条件。该系统安装在系统管道的最上端，有利于排气。
2.2.3液压系统：
液压系统给脉冲的发生装置提供一个恒压源，还包含一个压力切换装置。该系统由液压箱、液压泵、液压阀、过滤器、压力继电器等元器件组成。泵、阀为国产优质产品。
2.2.4脉冲压力控制系统：
该控制系统是设备的核心。系统由电控阀、增压油缸组成。
2.3高温环境工件安装单元
高温环境工件安装单元外壳采用钢板制作，工作室采用优质的结构钢板制作。外壳与工作室之间填充硅酸铝纤维。加热器安装在后侧。温度控制仪表采用数显智能表，PID调节，操作简便，快捷，有效。
单元外型尺寸640×1020×1000（D*W*H）mm，温度控制最小显示1℃，感温传感器采用PT100铂金电阻测温体，热平衡调温方式，使温度控制更为精确稳定；送风循环系统采用低噪音、长寿命、空调型风机，风轮为多翼式离心风叶。热风循环系统由高温风机和风道组成，实现工作室内温度均匀。 图 试件快速安装系统
2.4计算机控制与采集系统单元
2.4.1电气主要组成
由PLC（可编程逻辑控制器）、AD（高速定位模块）和HMI（人机界面）组成。其最特出的是对管路渗漏的检测，检漏工作过程如下：
1）油泵工作。
2）油管排空气。
3）油管增压。
4）油管检漏，系统加温到设定温度，在设定时间内反复的做检漏测试。
2.4.2检漏软件的控制原理
PLC读取定位模块数据（模块精度达0.03mm），模块数据变化范围（0.00mm～300.00mm）。利用运算指令对数据进行运算，并将运算结果存放在指定的PLC数据寄存器里。高速的PLC扫描周期（1ms）可保证数据实时更新。
HMI可以连接扫描仪、打印机、电脑等。HMI可通过扫描仪监视产品的检测过程，并记录PLC的数据，此数据可保存到优盘，可通过电脑、打印机输出，供分析使用。
图 控制单元内部
2.5试验箱整体设计
图 设备正面
3主要解决的技术关键：
3.1研制的设备主要满足GB16897制动软管国家标准要求，但同时对其他用途的尼龙软管、橡胶软管、聚四氟乙烯软管、金属波纹管也能进行压力脉冲疲劳试验。
3.2拆卸被试件后的泄漏介质自动回收，试验过程介质少量渗漏的补液系统。
3.3试验时可以自由设定运行周期次数要求，当达到要求时可以自动停止试验。
3.4试验过程中，发生泄漏或样品失效，能够自动停机，显示试验次数。
3.5试验时外部可以观察试样试验情况，观察窗设有保护装置。
3.6具有以下安全装置：紧急按钮； 遇故障自动停机并报警。
4 主要达到的技术指标
采集参数
增压缸位置、自动排气次数、试验次数设定、试验压力、复位行程、泄漏行程、保压时间、泄压时间、等待时间、工作温度、试验次数
图 控制界面
5、参考文献
[1] GB 16897-2010《制动软管的结构、性能要求及试验方法》.北京：中国标准出版社，2011