用TestStand构建通讯产品并行测试平台

2024-04-22

用TestStand构建通讯产品并行测试平台(通用4篇)

篇1:用TestStand构建通讯产品并行测试平台

An Instrument Parallel Testing Platform for Telcom Products Based on TestStand

应用领域:产品测试

挑战:使用成熟的测试策略实现通讯产品单板功能的并行测试方案

应用方案:利用NI TestStand 模块化、易用性的.特点,再借助PXI 总线的的系统结构来构筑通讯产品单板并行测试平台

使用的产品:Measurement Studio 、Teststand2.01

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篇2:用TestStand构建通讯产品并行测试平台

工业产品测试设备是批量生产中十分重要的硬件设施,它直接关系着产品的品质、成本和生产效率。但是由于测试研发处在整个新产品设计周期中的中游环节,所以在设计过程中经常不被重视,致使常常出现开发周期超长,预算严重超支,设计反复修改,测试效果不尽人意等现象,从而影响了整个大项目的进程和效率。究其根本原因是其设计流程缺乏科学性和合理性。

并行设计是近年来运用广泛的设计方法,它强调在产品开发初期阶段就考虑产品整个生命周期的所有环节,建立产品寿命周期中各个阶段性能的继承和约束关系,以追求产品在寿命周期全过程中其性能最优[1]。

现将以并行设计的相关理论为依据,对工业产品测试设备的设计流程进行重新构建,使其克服常规流程的显著问题,建立一个更科学更合理的设计体系。

1 常规设计流程存在的问题

目前测试设备设计的现状是一些企业采用测试外包的方式,而另一些规模较大的企业虽然独立设立测试研发部,但也多刚起步,没有构建起与产品研发发展程度一致的成熟团队和流程。从图1可以看到,常规的设计过程虽然采用了同步设计的方法,但在细节定义上却十分粗糙,设计管理上也混乱无序,最终影响了设计的品质和项目的进度。经过总结该过程主要存在以下问题:

1) 测试介入主项目的时间过晚。常规的设计流程往往在产品开发的一个周期结束后即详细设计阶段才开始测试的研发,这导致产品初期对测试可行性的评估不足。如果在产品设计的后期才发现可测性的问题,许多产品的特征已经无法修改或者修改成本很大。

2) 设计过程缺乏主动性。在常规流程中,信息的传递时多是单向的,无序的。产品设计师往往不了解测试,所以常在没有与测试设计师沟通的情况下,改动了某些影响测试的关键产品特征,产品上的小修改可能会导致测试设备的大改动。这种被动的设计方式会大大增加测试研发的成本和工作量。

3) 项目后期设计修改频繁。国内中小型公司往往在产品开发初期不注重测试开发工作,在产品设计过程中忽略对测试考虑和准备。致使在项目后期甚至是批量生产时期才发现产品的可测性问题,从而不得不推翻原先的产品设计和测试设计,进行高成本、长周期的大返工。

4) 设计成果无法全面满足需求。在日常工作中,许多部门的工作任务都与测试设备有关联,但是由于工作角度不一样,各个部门的人员对测试设备的需求和期望也各不相同。在常规流程中,经常忽视、省略这些使用者的意见,或者是虽有调研,最后却没有把调研结果落实到实际的设计中去。所以出现了测试研发人员“闭门造车”独自做设计,或是设计成果与需求有误差却又无法修正的现象。

5) DFMA和元器件供应问题不断。常规设计流程存在着对后续生产环节的准备不足的情况,如对可装配性、可制造性问题估计不够,对测试元器件的供应问题考虑欠周等。尤其是测试元器件的供应问题,由于测试元器件订购量小,品种杂,类型不确定,导致测试元器件的订购常常成为拖延项目进程的原因。

2CD-TED设计流程的建立

经过对常规设计过程的详细分析,已找到问题的症结,针对以上问题,应用并行设计的原理和技术,结合流程重构理论重新建立了如图2的基于并行设计的工业产品测试设备的设计流程(test equipment development based on concurrent design,CD-TED)。

CD-TED设计流程由测试需求定义、测试可行性分析、系统和细节设计、原型制造和改进模块、设计评估和发布5个重要阶段组成。其基本思路和设计方法体现在以下几个特征:

1) 与产品设计进程紧密并行。每阶段CD-TED流程的计划安排紧跟被测产品的设计进度。相比常规流程,CD-TED流程定义测试研发应在产品概念设计阶段就参与到主项目中去,严格制定与产品相配合的设计计划时间表。每阶段的发布时间大概控制在相应阶段产品发布后的7天。与被测产品开发紧密并行,可以第一时间得到被测产品的设计信息,及时纠正产品对测试的不利影响。

2) DFT机制贯穿整个设计过程。DFT机制是CD-TED设计流程中的核心技术,即以“可测试性(design for testability,DFT)”为中心思想的信息传递组织形式。在CD-TED设计流程定义了每阶段必须制定DFT报告,通过DFT报告来跟踪产品信息,约束产品修改,积累测试经验等。DFT机制使测试设计过程变被动为主动,使产品设计人员能准确地把握测试设计的内在需求,从而提高产品的可测试性,减少反复更改,降低测试开发的风险。

3) 评价反馈信息流的微循环。CD-TED设计流程中评价反馈体制占据了重要位置。无论是产品研发还是测试研发,设计的每一个特征都有可能影响到最后的批量生产,一个小的错误可能会随着产量的扩张被迅速放大很多倍。每个部门的职责不同,观察和评价问题的角度也不同,所以每当设计进行到某一关键阶段,必须把当前状态下的设计成果发至各部门相关人员评价,得到他们的建议和反馈。这种将设计过程分解为若干小循环,不断地收集多方面的建议,对测试设计进行反复修改的设计方法能有效地完善和弥补设计中的缺陷和不足,避免将设计错误传递到下游阶段,减少反复修改的次数,降低成本。

4) 设计标准的阶段性审核。为了解决常规流程设计管理混乱的问题,CD-TED设计流程制定了可衡量的设计标准,即把各阶段必须达到的设计指标制定成审核文档,每到设计特定阶段,召开审核会议,把完成的设计工作与审核文档中的项目一一核对,只有完全符合上面的标准,才能进入设计的下一个环节。

3CD-TED设计流程的IDEF0模型

功能建模方法(IDEF0)是一种提供组织或系统进行决策、行动、活动的建模工具。它可以用来描述对于企业有重要意义的各个活动的过程,然后利用图表的语言,建立过程与系统运行的模型,清楚地表示出完成一项活动所需的具体步骤、条件、操作方式以及他们之间的关联方式[2,3]。

该模型由一系列图形组成,图形的元素主要是简单的盒子和箭头。其中,盒子表示活动,而箭头表示由系统处理的事件。四周的箭头分别为“I:输入”、“C:控制”、“O:输出”和“M:机制”。

本文将利用IDEF0方法,建立CD-TED设计流程的功能模型.通过IDEF0模型使设计人员对CD-TED系统中的各阶段设计任务和其之间的关联有更直观、清晰的认识。

CD-TED系统的核心任务是根据产品的测试要求,完成相应测试设备的设计,保证新产品的批量生产。CD-TED系统根据产品的测试需求信息和各阶段的产品信息,按照技术要求和设计规范,完成测试设备的设计、制造、加工等一系列的工作。依据以上内容建立CD-TED系统的A-0图(图3),内容如下:

I1,I2分别是需求信息和产品信息;C1,C2,C3分别是DFX技术、评估反馈和设计标准;M1,M2,M3分别是多功能团队、供应商和软硬件技术;O1,O2,O3,O4分别是DFT报告、设计模型和图纸、设备原型实物、生产指导文档。

随后,根据IDEF0方法对A-0功能图进行进一步分解,得出A0图(图4)。根据CD-TED的阶段任务的划分,将系统分成“A1测试要求定义”,“A2测试可行性分析”,“A3系统及细节设计”,“A4原型加工和改进”,“A5设计评估和发布”五个子模块,建立的A0功能图,除了A-0图中的各要素,A0图又增加了以下要素:

O11,O21,O31,O41,O51分别是五个设计阶段的DFT报告,分别对应DFT-1,DFT-2,DFT-3,DFT-4,DFT-5。

O11(DFT-1报告)内容是:从产品的角度描述测试期望得到什么样的产品特征。使产品设计师在概念设计时期就考虑测试的可行性。

O21(DFT-2报告)内容是:向产品设计师提出测试对产品特征的约束。A2阶段双方达成共识的产品雏形将成为接下来产品和测试设备设计的参考基准。

O31(DFT-3报告)内容是:紧跟产品的更新,判断产品的修改对进行中的测试是否有负面影响,如果影响重大,需要双方共同协商,找到最优解决方案。

O41(DFT-4报告)内容是:限制产品在A4阶段对某些关键特征的修改。因为A4阶段产品和测试设备已基本定型,如果产品在此时有较大的变动将影响测试设备的正常使用。

O51(DFT-5报告)内容是:根据各阶段DFT的执行情况对已发布的产品进行打分,并总结项目进程中的DFT经验,作为今后新项目的借鉴和依据。

DFT报告有两个流向:一方面作为针对产品的设计约束回流至I2产品的输入中去;另一方面作为各阶段的设计经验指导今后相似的测试项目。

O12,O22,O32,O42分别是各上层阶段施加于其下层阶段的控制信息。

O12是A1(测试需求定义模块)传递给A2(测试可行性分析模块)的产品初始信息,作为A2阶段工作的目标和研究对象。

O22是A2(测试可行性模块)输出给A3(系统与细节设计模块)的可测性分析,它是A3一切详细设计工作的前提和保障。

O32是A3(系统与细节设计模块)发布给A4(原型制造和改进模块)的设计模型和加工信息,作为原型加工的源文件和验收标准。

O42是A4(原型制造和改进模块)输出给A5(设计评估和发布模块)的测试设备原型小批量试测结果,如果所有测试项目运行良好,同时部门也接受目前的测试效果,那么该测试研发项目进入A5阶段。

I3/O23和I4/O43的含义是下层模块的输出信息O23和O43作为反馈又返回到上层模块成为输入信息I3和I4。其中,I3/O23是在测试可行性分析后对产品和测试要求的修改意见;I4/O43是在原型试测中发现的测试设备设计缺陷,返回到上层进行再设计的更改信息。

基于IDEF0方法建立CD-TED设计流程的功能模型,能够准确地把握各个子系统的功能活动及相互关系,将测试设备开发的整个设计过程有序地、系统地、直观地描述出来,从而有效地控制了系统的复杂性,为CD-TED设计流程的建立提供了清楚的解析。

4 总结

综上所述,CD-TED设计流程充分体现了“预防为主,早期投入,周密计划,长期规划”的设计特点,解决了常规设计流程的弊病,从而达到提高设计效率,降低项目成本,减小技术风险的目标,对企业规范管理和创造利润有着重要的参考意义。

摘要:以并行设计理论为依据对当前工业产品测试设备的设计过程进行了并行重构,建立了CD-TED设计流程,然后运用IDEF0功能建模方法创建CD-TED的系统模型,将优化后的设计过程有序地、系统地解析出来。

关键词:工业产品测试设备,并行设计,IDEF0

参考文献

[1]来可伟,殷国富.并行设计[M].北京:机械工业出版社,2003.

[2]张光旭.应用IDEF0方法分析产品研发流程之研究[J].台北科技大学学报,1990,34(2).

篇3:煤矿用产品电磁兼容测试技术研究

关键词:电磁兼容;干扰源;监控系统;屏蔽

1.前言

随着电子技术的飞速发展,矿用电气设备的品种和数量也急骤增加,针对产品小型化、数字化、高速化、网络化的发展特点,再加之矿井特定有限空间里已有的恶劣电磁干扰环境,导致了井下电磁环境日趋复杂,如装备与装备、装备与环境、装备与工作人员之间,形成了不可忽视的“电磁污染”。电磁兼容的英文名称为Electromagnetic Comp-atibility,简称EMC。EMC是从过去的“电磁干扰”发展起来的。是一门新兴的综合学科。它是在无线电抗干扰技术的基础上扩展延伸而来。近几年,随着煤炭高产、高效、安全生产技术的推广应用,采煤、运输等设备的功率越来越大,监控与通信设备不断增多,这些设备产生的电磁干扰使矿用电子产品处于严酷的电磁环境中。为保证矿井监控与通信等电子设备的正常工作, 而又不对环境或其他电子设备造成干扰,矿井监控与通信等电子设备应具备电磁兼容性。

2.煤矿监控系统的组成及试验点选取

煤矿监控系统一般由主机、传输接口、分站、传感器、电源箱、电缆、避雷器和其他设备组成。主机和传输接口安装于地面调度机房,分站安装于采区变电所或掘进工作局部扇风机处,电源安装在分站附近,传感器安装于工作面、掘进面制定位置。传输接口与分站距离≥10km,传感器与分站距离≥2km。煤矿井下电磁兼容性研究是在有限的空间、时间等条件下,各种用电设备或系统在其电磁环境下能正常工作,并不对环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。主要概括为3个方面的含义:

2.1井下的电磁环境应是给定的或可预期的;

2.2井下设备、分系统或系统不应产生超过相关标准所规定的电磁骚扰发射(EMI)限值的要求;

2.3井下设备、分系统或系统应满足相关标准所规定的电磁敏感性(EMS)限值或抗扰度(Immunity)限值的要求。分站是监控系统的核心设备之一,向上通过总线与地面传输接口相连,向下可与传感器、执行器等相连,还与矿用本安电源相连,任何一个环节处理不当,就会引入传导干扰。因此,电磁干扰试验点将主要设置在以上几个部位(如图2.1所示)。

产生电磁兼容问题必须具备3个条件:干扰源,产生干扰的电路或设备;敏感源,受这种干扰影响的电路或设备:祸合路径,能将干扰源产生的干扰能量传递到敏感源的路径。本章将着重就以上三个方面,结合设备在矿井中的实际使用环境,提出针对矿井监控系统电磁兼容试验的测试部位和严酷等级。

3.煤矿监控系统的电磁兼容性要求

监控系统的电磁兼容性要求按照煤矿安全监控系统通用技术要求(AQ6201规定),监控系统应能通过GB/117020.3规定的射频电磁场辐射抗扰度试验、通过GB/T17626. 4规定的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、通过GB/T17626.5规定的浪涌(冲击)抗扰度试验,且试验过程中系统应能正常进行数据采集、传输、显示、报警和断电,模拟量输入传输处理误差、系统最大巡检周期、控制执行时间、最大传输距离、最大监控容量应能满足要求。

电磁兼容测试贯穿在产品的设计、开发生产、使用和维护的整个周期,对设备达到电磁兼容起到至关重要的作用。设备的抗扰度测试又称为设备的敏感度测度(EMS),目的是测试设备承受各种电磁骚扰的能力。当设备由于受到骚扰影响而性能下降时其性能判据可分为四级:

A: EUT工作完全正常;

B: EUT工作指标或功能出现非期望偏離,但当骚扰去除后可自行恢复;

C: EUT工作指标或功能出现非期望偏离,骚扰源去除后不能自行恢复,必须依靠操作人员的介入,例如“复位”(不包括技术人员进行的硬件维修和软件得装)

方可恢复;

D: EUT的元器件损坏,数据丢失、软件故障等。

施加骚扰的强度由试验等级决定,等级越高强度越大。EMS试验结果应标明试验等级和性能判据。以下针对骚扰的不同性质、不同传播途径和方式,叙述各种不同的测试方法。

4.严酷等级

4.1 电快速瞬变脉冲群

采煤机、输送机等大型机电设备启/停和架线电机车火花将会在矿井监控与通信等电子设备的电源线、控制线和信号线上产生脉冲干扰。电快速瞬变脉冲群试验就是考核祸合到电子设备电源线、控制线和信号线上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。试验严酷等级分为1、2、3、4和X级。

4.2 静电放电

为防止静电放电引起井下瓦斯和煤尘爆炸,用于井下的电气设备均具有防静电

措施,例如:采用塑料外壳的设备,应能防止正常工作时外壳积聚危险静电,其塑料外壳表面的绝缘电阻应不大于1 *109Ω,并且由于煤矿井下有淋水、潮湿,因此,工作在煤矿井下的电气设备没有必要对静电放电再进行要求。

4.3辐射电磁场

透地通信、漏泄通信、感应通信等矿井无线通信设备辐射的电磁场往往会干扰矿井监控与通信等电子设备的正常工作。辐射电磁场试验就是考核电子设备抗人为产生的连续电磁场辐射的能力。当然,矿用架线电机车产生的电火花、大型机电设备启/停产生的寄生辐射也会干扰矿井监控与通信等电子设备的正常工作,但这种干扰主要表现为传导干扰,这将在电快速瞬变脉冲群中考虑。当然,用于抗连续电磁辐射的抗干扰措施同样也能减少矿用架线电机车产生的电火花、大型机电设备启/停产生的寄生辐射等干扰的影响。

5.结论

本文在研究煤矿井下电磁环境特殊性的基础上,逐一分析辐射电磁场、电快速瞬变脉冲群、静电放电、电浪涌等电磁干扰的产生机理和影响范围、具有针对

性地提出了井下电器设备电磁兼容抗扰度的测试方法、测试部位和实验的严酷等级,并从理论上说明上述这些实验条件的建立是可行的,但其正确性还需具体的实验加以验证。

参考文献:

篇4:用TestStand构建通讯产品并行测试平台

(1.上汽通用五菱汽车股份有限公司,柳州 545000;2.武汉理工大学 汽车工程学院,武汉430070)

随着全球石油危机及燃油汽车对城市环境污染的日益严重,发展新能源汽车已经势在必行。液化石油气 (Liquefied Petroleum Gas,LPG)/汽油两用燃料汽车在原有以汽油为燃料的基础上增设一套LPG供给系统,实现在两种燃料之间切换,燃气采用多点电控喷射,电控单元通过控制喷气阀喷出的燃气以适应各种不同的工况。为了保证汽车在使用LPG时具有良好的动力性、经济性及排放性能等,必须获得喷气阀的流量特性,本文针对其测试平台设计及流量特性分析进行研究。

1 喷气阀测试内容

1.1 流量特性参数

喷气阀的流量特性是指喷气阀单次喷气量与喷气脉宽的关系曲线。为了测试流量特性,首先需要了解其结构及工作原理。喷气阀是电磁阀结构的一种,主要由针阀、针阀座、电磁线圈、回位弹簧以及喷气阀体等组成,喷气阀是一个复杂的电路、磁路、流体运动及机械运动系统。在燃气喷射系统中,电控单元根据所采集的传感器信号,计算所需喷气量,根据喷气量给喷气阀一个喷气脉冲,脉冲宽度的大小就决定了喷气阀单次喷射的燃气量[1]。

参考喷油器的特性参数,描述喷气阀流量特性主要技术参数包括:

(1)静态喷射率(Vs)。当喷气阀处于全开位置时,流经喷气阀的燃气量随时间的变化,它是喷气阀的最大喷射率[2]。

(2)动态喷射量(Vd)。动态喷射量是指喷气阀在给定的喷气脉宽下所供给的喷气量(ml/pulse)。

(3)线性偏差(LD)。在给定喷气脉宽下测量的流量或实际流量和计算流量之差与计算流量的百分比。

(4)喷气斜率(M)。根据流量特性曲线计算出的线性回归流量,即单位脉宽下喷气量的变化。

(5)流量范围(LFF和WFR)。用来衡量喷气阀最大与最小流量,定义为最大动态流量与最小动态流量之比,其中包括线性流量范围(LFR)与工作流量范围(WFR)。

鉴于LPG为气体喷射,不需对其做喷射分布测试。

1.2 稳定性

稳定性的要求是在标准的实验条件下,以任意脉冲宽度喷射1 000次,喷气阀的开启时间与关闭时间误差应保持在2%范围内。

1.3 蓄电池电压及喷射压力的影响

不同的蓄电池电压及喷射压力下的喷气阀动态流量曲线,用于标定喷气阀流量对于电压及喷射压力变化的修正曲线,正确补偿喷气量。

2 测试平台及实施方案

2.1 气路系统

为了能够准确得到喷气阀流量特性,需要有可靠的技术方案及实现方法,测试平台的设计应考虑实验环境条件与特性参数实验条件,整个测试系统包括气路系统与喷气控制系统。设计测试平台模型如图1所示。

气路系统主要由储气罐、蒸发减压阀、气体滤清器以及喷气阀组成,由于LPG中丙烷与丁烷均易燃易爆,且压力不易于控制,故试验中用空气替代。测试前,使用空气压缩机给储气罐加气,气体压力根据实验需要调节。测试过程中,调节蒸发减压阀输出气压,一般设定喷气阀的喷射压力为0.12 MPa,气体通过流量传感器与压力传感器,进入喷气阀气轨。喷气阀根据控制单元的脉冲信号实现开启与关闭动作,并喷出适量的气体。其中流量传感器可测量质量流量、体积流量、累计质量以及累计体积等参数。

2.2 喷气控制系统

控制系统包括硬件部分及软件程序,硬件部分主要由计算机、控制器模块、喷气阀驱动电路及信号、串口通信模块、振动信号采集模块构成。

(1)计算机。通过VB软件编写图形化控制界面,与控制器通信,实现喷气脉冲各段时间、脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)信号频率、占空比以及喷射次数的设置。

(2)控制器模块。采用飞思卡尔S12X系列单片机中的MC9S12XDP512,该单片机集成了定时器、脉冲宽度调制、A/D转换以及串口通信(SCI)等模块。在接收到计算机发来的数据后,利用该单片机即可产生喷气阀所需脉冲信号,该信号精度可达1 us,此外还接收流量传感器与压力传感器信号,并进行A/D转换。

(3)喷气阀驱动电路及驱动信号。喷气阀的驱动形式有两种,即电压型驱动电路与电流型驱动电路,此次测试中使用的喷气阀为低阻型,线圈阻值为3 Ω,使用电流型驱动方式。测试中通过控制器脉宽调制功能实现电流型驱动效果,控制器输出驱动信号如图2所示,驱动电路如图3所示[3]。

喷气阀驱动信号号喷射周期为T,喷射时间为Tinj,由两部分组成,即峰值电压时间Tpeak与保持时间Tpwm。在Tpeak时间内,给出100%占空比信号,此段中喷气阀加载电压为蓄电池电压,电流迅速上升,以使喷气阀迅速开启。Tpwm时间内输出频率为10 kHz的PWM信号,线圈中只需较小电流保持喷气阀阀杆的位置,PWM信号结束后关闭定时器与PWM模块,停止信号输出,直至喷射周期结束。

(4)串口通信模块。该模块主要实现计算机与控制器之间的通信,计算机通过串口RS232与控制器建立连接,并将设定的参数发送到控制器,控制器按照要求对喷气阀输出相应的信号脉冲,同时通过该模块采集传感器信号,记录喷射压力值及喷气量。

(5)振动信号参数的采集。喷气阀开启与关闭时的振动信号由压电陶瓷片检测,通过A/D模块输入计算机,该信号对A/D模块转换速率要求较高,处理结果用于分析喷气阀的稳定性。

3 测试过程及分析

3.1 静态喷射率Vs与动态喷射量Vd

静态喷射率也反映了喷气阀的最大喷射率,在标准测试条件下,保持喷气阀处于全开位置20 s,每隔2 s通过控制器读取体积流量一次,完成后取平均值,即为喷气阀动态喷射率[4]。

动态喷射量即在动态工作过程中实际的喷气量,是发动机运转时供气量的主要依据。在保证测试中喷射压力与驱动电压等工作条件不变的情况下,给定喷气阀周期T=10 ms。实验中每个测试点的喷气次数设定为1 000,然后根据所测值求出每个测试点的动态喷气量ml/pulse,作出其Vd-t图,如图4所示。

理想的喷气阀,其开启与关闭都是瞬间完成,喷气阀流量为线性的,但实际上并非如此。喷气阀在通电后并非瞬间开启,由于喷气阀电感作用,电流逐步上升,产生的磁场增强,吸引阀杆克服外力,从而使喷气阀开启[5]。在喷气阀上的电压断开后,电流下降,当磁场不足以克服外力时,阀杆落在喷气孔座上,喷气阀关闭。开启延迟使得喷气阀在小范围的脉冲宽度时,喷气量并非线性增长,而关闭延迟导致在脉冲宽度接近喷射周期时连续测试中,前一次喷射喷气阀刚刚关闭或未完全关闭,后一次的喷射脉冲又开始,流量增速加大,最终喷气阀一直保持完全开启,流量不变。

3.2 稳定性

喷气阀开启与关闭对于其流量特性有较大的影响,喷气阀的稳定性是用来度量喷气阀开启时间与关闭时间的变化,也是脉冲时间性能或频率的一种间接度量。实验时至少对1 000次连续脉冲的开启与关闭时间进行记录。开启时间是驱动电路脉冲开始输出后,喷气阀铁芯首次达到它的全开位置所需要的时间,关闭时间是驱动电路脉冲输出中断后,喷气阀铁芯首次达到它的全关位置所需要的时间。

测量喷气阀开启与关闭时间要通过喷气阀体的振动来判断,在此选用压电陶瓷片,将其固定安装在喷气阀体上,该信号通过A/D模块转换,得到的数值由计算机记录,图5为示波器测量的喷气阀开启与关闭时间。从图5可以看出,在脉冲信号开始后一段时间后,压电陶瓷片发出振动信号,同样在关闭后,振动信号也有延迟。

3.3 喷射压力的影响

根据伯努利方程可知,喷气量与喷射压力和喷射出口之间的压差有一定的关系。通过调整蒸发减压阀,使得喷射压力逐渐变化,作出不同喷射压力下的流量特性图,如图6所示。从图6可以看出,随着喷气压力的增大,对应的流量曲线的斜率也逐渐增大,即在相同的喷射时间内喷气量变大,由此,在发动机工作时,若喷射压力有变化,喷射脉冲应能及时做出相应的补偿,以保证发动机正常运转[6]。

3.4 蓄电池电压的影响

发动机在运转时,蓄电池直接将电压供给喷气阀,而蓄电池的电压并非一直不变,由于车上用电设备的开启与关断以及发电机的关系,势必会造成电压波动,由此影响喷气阀的流量特性,因而需要通过蓄电池电压与流量特性的关系对电压波动进行补偿。测试过程中需要调整供电电压,以测试不同电压对流量特性的影响关系,即得到不同电压下的流量特性曲线,如图7所示。随着驱动电压的下降,喷气阀开启时间增大,因而喷气阀在实际工作时,当蓄电池电压偏高则应减少喷射占空比,而如果电压下降则应延长喷射时间,以此达到理想的空燃比。

4 结论

(1)针对喷气阀特性测试要求搭建了喷气阀特性测试平台,该平台满足流量测试所需精度。

(2)对喷气阀的静态喷射率、动态喷射量、稳定性、蓄电池电压与喷射压力对喷气阀流量特性的影响进行测试及分析,测试得到的结果与理论相符,可对其流量特性进行修正补偿,正确控制喷射量,实现喷气阀的标定。

[1]尹丛勃,张振东,刘志远,等.电控喷油器流量特性试验台的设计与试验[J].农机化研究,2007,12:194-196.

[2]GB/T 25362-2010汽油机电磁阀式喷油器总成技术条件[S].

[3]李豪,李云清.喷油器特性测量及驱动电路性能研究[J].山西电子技术,2008,(1):40-42.

[4]袁守利,颜伏伍,邹斌.电控喷油器综合性能试验台的研究与开发[J].武汉理工大学学报,2007(29),10:77-81.

[5]肖龙发,张振东,郭辉.电控喷油器开启及落座时间的测试[J].汽车科技,2010,(2):57-61.

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