王昱，雷雨田

（陕西法士特齿轮有限责任公司，陕西 西安 710077）

压力开关顶杆释放时间测试系统设计

王昱，雷雨田

（陕西法士特齿轮有限责任公司，陕西 西安 710077）

依据《压力开关技术规范》中对压力开关耐低温性能的测试要求，结合变速器压力开关的工作原理，采用气动电磁阀设计并搭建了相应测试电路，最后进行了试验验证，结果表明，该系统完全能够满足测试需求。

压力开关；低温试验；顶杆释放时间；测试系统

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.11.041

CLC NO.: U463.66 Document Code: A Article ID: 1671-7988（2016）11-111-03

引言

变速器常用的压力开关大致分为三类，空挡开关、倒挡开关以及高低挡开关。开关动作原理是，在一定外力的作用下，顶杆被推动作直线运动，从而使得开关内的触点闭合或断开。当外部作用力消失后，弹簧自动复位，触点回到初始状态。根据功能不同，压力开关又有常开、常闭之分。

压力开关耐低温性能测试是压力开关试验中必不可少的一项测试，低温环境会对压力开关的顶杆自由释放造成影响，因此正确合理的测试压力开关低温环境下的顶杆释放时间显得尤为重要。

1、电磁阀原理介绍

电磁阀是气动控制单元中的重要组成部分，种类众多，结构各异，原理大体一致，即电磁阀通电后，阀芯（动铁芯）受到的电磁吸力与阀芯复位力（气复位力或弹簧复位力）的相互作用，引起阀芯的运动，从而实现流体介质流动方向的改变。按动作方式，分为先导式和直动式；按阀芯结构，分为滑柱式座阀式以及滑柱座阀式；按密封方式，分为间隙密封和弹性密封等。

本测试系统采用气动直动型电磁阀来实现通断切换。通过作用在阀芯上的电磁力克服气复位力，推动阀芯运动，从而实现电磁阀的换向动作。

2、测试系统分析

以常开型压力开关为例，采用直流电源、大功率电阻、手动开关、继电器、两位五通电磁阀、数采（或示波器）示波器、气缸等搭建测试电路和气路如图1、图2所示：

图1　压力开关测试电路

图2　顶杆压缩气路图

2.1初始时间（定义为T0）

断开手动开关K，继电器线圈不得电，继电器触点断开，电磁阀线圈不得电，电磁阀处于自由状态，压缩空气从P口通向B口，气缸活塞左移，压力开关顶杆被压缩至终点位置。如图2所示：

压力开关处于接通状态U1=0V，U2=VCC。

2.2测试时间（定义为T1）

闭合手动开关K，继电器线圈得电，继电器触点闭合，电磁阀线圈得电，电磁阀处于吸合状态，压缩空气从P口通向A口，气缸活塞右移，压力开关顶杆被释放，但由于低温环境等因素的影响，没有完全释放，如图3所示：

图3　顶杆未完全释放释放气路图

压力开关处于接通状态U1=0V，U2=0V。

2.3测试时间（定义为T2）

压力开关顶杆完全释放。如图4所示：

图4　顶杆完全释放气路图

压力开关处于断开状态U1=VCC，U2=0V；

2.4压力开关顶杆释放时间（定义为△T）

在测试过程中U1和U2，随时间的变化如下图所示。压力开关顶杆释放时间△T=T2-T1。如图5所示：

图5　压力开关顶杆释放过程图

3、测试验证

图7　压力开关2顶杆释放过程

图8　压力开关3顶杆释放过程

选用规格型号为0069GS的3支压力开关进行顶杆释放时间检测（检测仪器选用型号为DEWE-2521，编号为571-197的车载测试仪），测试结果如下图6、7、8所示。

4、小结

本测试电路，可以完成压力开关的顶杆释放时间的测试。但此测试结果△T存在系统误差（查阅资料，估算该系统误差小于30 ms），其中包含了电磁阀动作时间、气缸动作时间（压力开关顶杆长度约为4～5mm）、气流传递时间等。

依据S67010-2013《压力开关技术规范》中 3.5耐低温性能要求“压力开关顶杆全行程工作并固定在-40℃下放置12小时后，顶杆释放时要求返回时间在1秒钟以内”，该测试系统的系统误差可忽略不计。

[1]田虎，S67010-2013压力开关技术规范. 陕西法士特汽车传动工程研究院科技知识管理处，2013.

[2]王明. 电磁阀响应时间对液压管路的影响研究.企业技术开发，2014（3）.

[3]江澎，雷晓峰，李彦卿，仝继钢，王抓. 一种提高电磁阀响应时问的改进设计.电气开关，2015（2）.

[4]张 辉，汽车同步器试验台气动伺服换档机械手的研究. 哈尔滨工业大学.2007（7）.

[5]冯梦丽，乔磊 变速器空挡开关故障与改进.汽车与配件.2012 (39).

[6]董彩凤.气动电磁阀动态特性的测试标准及试验研究. 浙江大学.2013(3).

The Design of Testing System about Mandrel Emancipation Time on Pressure Switch

Wang Yu, Lei Yutian
（Shaanxi Fast Gear Co. Ltd, Shaanxi Xi’an 710119）

Based on The Technical Specification of the Pressure Switch, the requirement of testing in low temperature had been known. Connected to the working principle of pressure switch in gearbox, the testing circuit had been designed and set up by using pneumatic solenoid value. Finally, the system had been verified by testing. The results showed that, it can meet the test requirement completely.

Pressure Switch; low temperature testing; Mandrel emancipation time; Testing system

U463.66 文献表示码：A

1671-7988（2016）11-111-03

王昱（1990-），男，汽车电子测试工程师，就职于陕西法士特汽车传动研究院，主要从事汽车变速箱可靠性试验等相关工作。