專利名稱：怠速執行器耐久性測試裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種怠速執行器的測試裝置及方法，尤其是其耐久性的測 試裝置及方法。
背景技術：
怠速執行器(如圖l所示)是專為怠速工況控制而設置的，它的作用 是為了穩定怠速轉速或為了克服各種外界負荷的影響。圖1中，箭頭的指
示方向代表空氣的流動方向。其中閥2是可以上下移動的，根據給定信號 的占空比(在一個信號周期中，高電平與整個周期的比值)的不同其位置 也不同。從闊2的頭部可以看出，其形狀是圓錐形的，當閥2上下移動時， 它與閥座1產生的環形面積也隨之變化，故開度就變化了。從上分析可知， 其開度是通過給定信號控制的，就是給怠速執行器通占空比不同的電壓信 號來控制的，而電壓信號是通過怠速執行器的電源線(圖1中未示出)接 入的。
執行器的開度范圍一般為全量程的1/4 3/4,具體位置由ECU給定信 號確定。由于其工作較為頻繁，時間久了會導致其電磁線圈不工作、執行 功率下降等故障，從而使發動機無怠速、怠速工況發動機不穩、啟動后怠 速抖動粗暴等現象，嚴重影響發動機正常工作。究其原因主要是怠速執行 器的電磁線圈的壽命問題。所以測試怠速執行器的壽命對維修有著重要的 意義。
解決以上問題的方案之一是對怠速執行器的各個組成部件分別測試 其耐久性。但是成本太高、不方便、可靠性不高、無法準確得出怠速執行 器的耐久性能。
發明內容
本發明就是為了解決怠速執行器的耐久性能的測試問題，提出一種怠 速執行器耐久性測試裝置及方法。
為此，本發明的怠速執行器耐久性測試裝置包括測試臺和控制裝置，
所述測試臺用于固定被測怠速執行器并將預定的牽引力提供到被測怠速執
行器的閥的頭部；所述控制裝置用于給被測怠速執行器提供預定的電壓方 波信號。
根據本發明的實施例，本發明的怠速執行器耐久性測試裝置還可以包 括如下特征
所述控制裝置包括單片機，以及與單片機相連的EEROM、顯示裝置、 鍵盤和驅動電路。
所述驅動電路依次包括電壓放大電路、推挽電路、保護電路、驅動電 路和抗干擾電路。
所述測試臺包括固定工裝、接頭夾具和牽引力產生裝置，所述樣品固 定工裝用于固定被測怠速執行器，所述接頭夾具一側與被測樣品的閥的頭 部真空管接頭連接，另一側和牽引力產生裝置相連。
牽引力產生裝置包括拉繩、配重塊和光軸，拉繩連接接頭夾具和配 重塊，且搭接于光軸中間的凹槽內。
所述測試臺還包括擋板，擋于固定在接頭夾具中的怠速執行器一側。
本發明的怠速執行器耐久性測試方法包括如下步驟A、將預定的牽
引力提供到被測怠速執行器的閥的頭部真空管，并給被測怠速執行器提供 預定的電壓方波信號，從而使被測怠速執行器的真空管在磁力與牽引力的
共同作用下在其允許范圍內往返運動，模擬出車上怠速執行器的工作過程;
B、記錄試驗次數并顯示或保存。
根據本發明的實施例，本發明的方法還可以包括如下特征 所述牽引力為水平牽引力，通過配重塊經由拉繩提供。 所述電壓方波信號由單片機產生并由驅動電路傳遞。
所述電壓方波信號參數如下占空比20%--80%--20%、變化間隔為5%、 每種波形重復50次、頻率300Hz、峰值12V。
本發明提出的方案優勢如下
本發明提供的測試怠速執行器耐久性的裝置和方法，可以達到成本低、 可靠性高、使用方便的效果。
圖1是怠速執行器剖面結構示意圖。
圖2A是本發明實施例怠速執行器耐久性測試裝置控制盒原理示意圖。
圖2B是圖2A中的驅動電路原理圖。 圖3是本發明實施例總裝配示意圖。 圖4是本發明實施例光軸結構示意圖。 圖5A、 5B分別是本發明實施例擋板兩個側面的示意圖。 圖6是本發明實施例接頭夾具示意圖。
具體實施例方式
如圖2A所示，是本實施例所采用的一個控制盒的原理圖。該控制盒 包括MCS-51單片機、EEROM、 LED顯示、鍵盤、驅動電路。控制盒通 過兩根信號線接到圖1所示的怠速執行器的電源信號線上。
MCS-51單片機是一種8位的簡單的MCU，其內部有2個定時/計數器， 32個I/O 口 。可以通過對定時/計數器編程結合I/O 口得到峰值為5V的方 波信號。由于試驗所需的信號為12V，且最大電流能達到幾安培。所以必 須加驅動電路。
本實施例的驅動電路如同2B所示。PWM由MCS-51單片機I/O 口給 出的5v方波信號提供。該信號經過R4與Q1 (NPN型三級管)組成的電 路后，從Q1集電極輸出的信號變成了 12v。其他參數不變。Q2是NPN型 三級管，Q3是PNP型三級管，Q2與Q3組成推挽電路，其特點是拉高與 拉底的能力強，反應非常快，這樣保證了方波非常規整。D7為12V穩壓 管，可以起到一定的保護作用。Q5為P溝道大功率MOS管，其最大漏極 電流ID為負74A，可以用它驅動多個樣品。Q4是NPN型三級管，R10 與Q4組成的電路的作用是當Q5不導通時，把樣品上的電壓迅速拉低。從 而保證樣品上加載的信號為標準的方波信號。D4的作用是抗干擾。
驅動電路的工作原理是當MCS-51單片機I/0 口輸出的信號為高時， 則Ql導通，加到Q2與Q3公共端的信號為低電平。故Q2截止，Q3導通。 從而使Q5導通Q4截止。加載在樣品上的電壓為高電平。反之，當MCS-51 單片機I/O 口輸出為低時，Ql截止。加到Q2與Q3公共端的電壓為高電 平。Q2導通，Q3截止。從而使Q5截止，Q4導通。Q4導通后會將樣品 上的高電壓迅速拉至低電平。達到了樣品兩端加載方波信號的效果。
測試臺如圖3所示。這里只說明主要部件工裝原理，其余部分不作贅
述。其中1是怠速執行器一待測樣品。通過螺釘把它固定在固定工裝2 上；樣品固定工裝2同樣品通過螺釘固定在底板8上，底板8保持水平； 接頭夾具3的示意圖見圖6;接頭夾具3與被測樣品的閥2的頭部(真空 管接頭)連接，同時通過鋼絲繩5與配重塊9連接；鋼絲繩5—定要細且 光滑，這樣可以減小與光軸7產生的摩擦力。光軸7示意圖見圖4所示。 光軸7中間有一凹槽，其作用是固定鋼絲繩位置，不讓其左右滑動。配重 塊9自然下垂。整個定位保證樣品頭部(真空管接頭)能自然伸縮。擋板 4的作用是保證樣品頭部(真空管接頭)不會某種原因脫落，其示意圖如 圖5A、 5B所示。配重塊9采用螺釘與鋼絲繩5連接，方便更換，其重量 根據樣品要求選擇。 其測試原理如下
用MCS-51單片機定時器產生所需信號給驅動電路，然后由驅動電路 把信號傳給待測樣品(怠速執行器)。同時MCS-51單片機記下試驗次數。 通過LED顯示出來。EEROM用于斷電后試驗數據的保存。鍵盤用于根據 需要更改信號頻率以及占空比，方便測試不同產品。
所述驅動電路傳給待測樣品的信號為占空比20%--80%-20%、變化間 隔為5% (20%-25%-...-75%-80%-75%-...25%-20%)、每種波形重復50次、 頻率為300Hz、峰值為12V的電壓方波信號。
測試時同時保持怠速執行器水平放置，閥2的頭部(真空管接頭)的 水平牽引力為15N (該力可根據樣品規格調整)。當給樣品信號后，樣品真 空管會在磁力與牽引力的共同作用下在其允許范圍內往返運動。模擬出車 上怠速執行器的工作過程，從而達到試驗目的。
權利要求
1.一種怠速執行器耐久性測試裝置，其特征在于包括測試臺和控制裝置，所述測試臺用于固定被測怠速執行器并將預定的牽引力提供到被測怠速執行器的閥(2)的頭部；所述控制裝置用于給被測怠速執行器提供預定的電壓方波信號。
2. 如權利要求1所述的怠速執行器耐久性測試裝置，其特征在于，所述控制裝置包括單片機，以及與單片機相連的EEROM、顯示裝置、鍵盤和驅 動電路。
3. 如權利要求2所述的怠速執行器耐久性測試裝置，其特征在于，所述驅 動電路依次包括電壓放大電路、推挽電路、保護電路、驅動電路和抗干擾 電路。
4. 如權利要求1或2或3所述的怠速執行器耐久性測試裝置，其特征是 所述測試臺包括固定工裝(2)、接頭夾具(3)和牽引力產生裝置，所述樣 品固定工裝(2)用于固定被測怠速執行器，所述接頭夾具(3) —側與被 測樣品的閥(2)的頭部真空管接頭連接，另一側和牽引力產生裝置相連。
5. 如權利要求4所述的怠速執行器耐久性測試裝置，其特征是所述牽引 力產生裝置包括拉繩(5)、配重塊(9)和光軸(7)，拉繩(5)連接接 頭夾具(3)和配重塊(9)，且搭接于光軸(7)中間的凹槽內。
6. 如權利要求4所述的怠速執行器耐久性測試裝置，其特征在于，所述測 試臺還包括擋板(4)，擋于固定在接頭夾具(3)中的怠速執行器一側。
7. —種怠速執行器耐久性測試方法，其特征是包括如下步驟A、 將預定的牽引力提供到被測怠速執行器的閥(2)的頭部真空管， 并給被測怠速執行器提供預定的電壓方波信號，從而使被測怠速執行器的 真空管在磁力與牽引力的共同作用下在其允許范圍內往返運動，模擬出車 上怠速執行器的工作過程；B、 記錄試驗次數并顯示或保存。
8. 根據權利要求7所述的怠速執行器耐久性測試方法，其特征是，所述牽 引力為水平牽引力，通過配重塊經由拉繩提供。
9. 根據權利要求7或8所述的怠速執行器耐久性測試方法，其特征是，所 述電壓方波信號由單片機產生并由驅動電路傳遞。
10. 根據權利要求7或8所述的怠速執行器耐久性測試方法，其特征是， 所述電壓方波信號參數如下占空比20%--80%--20%、變化間隔為5%、 每種波形重復50次、頻率300Hz、峰值12V。
全文摘要
本發明公開一種怠速執行器耐久性測試裝置及方法，該裝置包括測試臺和控制裝置，所述測試臺用于固定被測怠速執行器并將預定的牽引力提供到被測怠速執行器的閥的頭部；所述控制裝置用于給被測怠速執行器提供預定的電壓方波信號。當給樣品(即被測怠速執行器)信號后，樣品真空管會在磁力與牽引力的共同作用下在其允許范圍內往返運動，模擬出車上怠速執行器的工作過程，從而達到試驗目的。本發明提供的測試怠速執行器耐久性的裝置和方法，可以達到成本低、可靠性高、使用方便的效果。
文檔編號G01M15/00GK101191757SQ20061015714
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月28日 優先權日2006年11月28日
發明者郭喜鳳, 陳勝波 申請人:比亞迪股份有限公司