一种压力控制型转向阀可靠性、性能特性测试工装及方法

技术领域

本发明属于转向阀测试技术领域，具体涉及一种压力控制型转向阀可靠性、性能特性测试工装及方法。

背景技术

转向系统是运动车辆的重要组成部分，转向性能关系到车辆、人身安全以及驾驶员的驾驶舒适性，研究转向系统的转向性能是提高车辆安全性的关键性工作，现有的转向系统中多采用全液压转向器或动力转向器，通过转向器与转向油缸的配合实现转向，测试转向角度时采用测试方向盘转向角度的方法，并配合有相应的测试工装。压力控制型转向阀是比例减压阀，由于压力控制型转向阀的结构及原理与常用的全液压转向器或动力转向器均不同，所以用于全液压转向器或动力转向器性能测试的工装无法应用于压力控制型转向阀，现阶段尚没有适合对压力控制型转向阀进行可靠性、性能特性进行测试的工装，来辅助完成对压力控制型转向阀的响应特性、滞环特性、控制特性等的分析。另外，在整车上采用转角传感器对转向角度进行测量，只能在整车上测量转向柱旋转角度与转向阀输出压力的响应特性，转向阀和方向盘之间通过转向柱及传动轴进行联接，传动轴由两个万向节组成，通过转向柱测试的转向角度，是经过两个万向节转换之后的角度，与转向阀的花键轴的转向角度不是同一个角度值，分析方向盘转向角度与转向阀输出压力之间的响应特性与转向阀转向角度与转向阀输出压力之间的响应特性存在偏差。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种压力控制型转向阀可靠性、性能特性测试工装及方法，具有结构简单，布局合理，应用灵活等特点，能满足对压力控制型转向阀可靠性、性能特性测试的要求。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种压力控制型转向阀性能特性测试工装，包括：支架，用于安装压力控制型转向阀；第一中间轴，包括依次设置的第一连接段、光轴段和第二连接段，所述第一连接段与压力控制型转向阀的转动轴传动连接；所述第二连接段与方向盘传动连接；编码器，其输入端与所述第一中间轴的光轴段固定连接，其壳体通过安装板固定在所述支架上；转角测试仪，安装在所述方向盘上，用于检测所述方向盘的转动角度。

进一步地，所述第一连接段与压力控制型转向阀的转动轴通过花键连接；所述第二连接段与方向盘通过花键连接。

进一步地，所述安装板上设有纵向长圆孔和横向长圆孔，所述安装板通过纵向长圆孔和螺栓与所述支架连接，通过横向长圆孔和螺栓与所述编码器的壳体连接。

第二方面，提供一种压力控制型转向阀性能特性测试方法，采用第一方面所述的压力控制型转向阀性能特性测试工装，包括：按照给定的测试条件旋转方向盘，方向盘通过第一中间轴驱动压力控制型转向阀的转动轴进行转动；采集并记录编码器输出的第一角度信号、转角测试仪输出的第二角度信号和压力控制型转向阀的工作口压力输出信号，用于压力控制型转向阀性能特性分析。

第三方面，提供一种压力控制型转向阀可靠性测试工装，包括：支架，用于安装压力控制型转向阀；第一中间轴，包括依次设置的第一连接段、光轴段和第二连接段，所述第一连接段与压力控制型转向阀的转动轴传动连接；所述第二连接段与转向电机方向盘传动连接；编码器，其输入端与所述第一中间轴的光轴段固定连接，其壳体通过安装板固定在所述支架上。

进一步地，所述第一连接段与压力控制型转向阀的转动轴通过花键连接；所述第二连接段与转向电机方向盘通过花键连接。

进一步地，所述安装板上设有纵向长圆孔和横向长圆孔，所述安装板通过纵向长圆孔和螺栓与所述支架连接，通过横向长圆孔和螺栓与所述编码器的壳体连接。

第四方面，提供一种压力控制型转向阀可靠性测试方法，采用第三方面所述的压力控制型转向阀可靠性测试工装，包括：编码器输出角度信号传递给转向控制器，转向控制器根据转向角度是否达到170度判断转向电机方向盘的转向，当转向角度达到170度时，转向电机方向盘逆时针旋转；编码器持续对转向控制器输入角度信号，当转向角度达到负170度时，转向电机方向盘顺时针旋转，转到0度时，按照设定的间隔停顿后，继续下一次循环；采集并记录编码器输出的第一角度信号和压力控制型转向阀的工作口压力输出信号，用于压力控制型转向阀可靠性分析。

第五方面，提供一种压力控制型转向阀整机性能特性测试工装，包括：压力控制型转向阀安装座，用于安装压力控制型转向阀；第二中间轴，包括依次设置的第一连接段、光轴段和第二连接段，所述第一连接段与压力控制型转向阀的转动轴传动连接；所述第二连接段与传动轴传动连接；编码器，其输入端与所述第二中间轴的光轴段固定连接，其壳体通过安装板固定在所述压力控制型转向阀安装座上；转角测试仪，安装在所述方向盘上，用于检测所述方向盘的转动角度。

进一步地，所述传动轴通过转向柱与方向盘传动连接。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

（1）本发明通过将编码器安装在与压力控制型转向阀的转动轴直接相连的第一中间轴上，可以直接采集压力控制型转向阀的转动轴的角度信号，具有结构简单，布局合理，应用灵活等特点，能满足对压力控制型转向阀可靠性、性能特性测试的要求；

（2）本发明通过将转向电机方向盘安装在第一中间轴上，配套上转向控制器即可完成转型阀的可靠性试验，此控制装置可靠，简单，安装便携，维修方便；

（3）本发明通过将编码器安装在与压力控制型转向阀的转动轴直接相连的第一中间轴上，可以直接采集压力控制型转向阀的转动轴的角度信号，同时配合采集压力控制型转向阀工作口输出压力，而不是转向柱转向角度与转向阀工作口输出压力值，使研究转向阀的性能特性更准确；

（4）本发明可以推广应用在整车上，测试出整车上转向阀转动轴转向角度及转向阀工作口输出压力，研究转向负载对转向性能的影响，用转角测试仪安装在方向盘上对转向系统进行测试，对比台架实验上用转角测试仪安装在方向盘上对转向阀进行测试的结果，从而分析影响转向性能的因素。

附图说明

图1是本发明实施例在台架试验中对压力控制型转向阀进行性能测试的示意图；

图2是图1中第一中间轴的结构示意图；

图3是图1的分解图；

图4是本发明实施例在整机试验中对压力控制型转向阀进行性能测试的示意图；

图5是图4中第二中间轴的结构示意图；

图6是图4的分解图；

图7是本发明实施例在台架试验中对压力控制型转向阀进行可靠性测试的控制图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1~图3所示，一种压力控制型转向阀性能特性测试工装，包括：支架1，支架1上加工有四个安装孔，用于安装压力控制型转向阀2；第一中间轴4，包括依次设置的第一连接段、光轴段43和第二连接段，第一连接段与压力控制型转向阀2的转动轴传动连接；第二连接段与方向盘6传动连接；编码器2，其输入端与第一中间轴4的光轴段43固定连接，其壳体通过安装板3固定在支架1上，安装板3上加工有一个纵向长圆孔31和横向长圆孔32，通过纵向长圆孔31和螺栓将安装板3由螺栓固定在支架1上，通过横向长圆孔32和螺栓与编码器5的壳体连接，将编码器5支撑在第一中间轴4上；转角测试仪7，安装在方向盘6上，用于检测方向盘6的转动角度。

第一连接段上加工有内花键41，与压力控制型转向阀2的转动轴上的外花键通过花键配合连接；第二连接段上加工有外花键42，与方向盘6上的内花键通过花键配合连接，并通过螺母8固定，方向盘6旋转时，第一中间轴4同方向盘6一起旋转；光轴段43与编码器5的输入端（编码器5中心的轴套）固定连接，光轴段43穿过编码器5中心的轴套，并与其固定连接，第一中间轴4旋转时，驱动编码器5中心的轴套随之转动。

以往测试方法每次只能用单个传感器的进行测试，工作效率低，没有对比性。由于传感器自身不可避免的存在测量误差，用单个传感器测量转向角度不利于开展传感器的对比分析。本实施例应用于对压力控制型转向阀性能特性测试的台架试验中，第一中间轴4上安装编码器5、方向盘6上安装转角测试仪7，可以同时用编码器5和转角测试仪7两个转角测试仪对压力控制型转向阀2的转动轴的转向角度进行测量。通过将编码器安装在与压力控制型转向阀的转动轴直接相连的第一中间轴上，可以直接采集压力控制型转向阀的转动轴的角度信号，同时配合采集压力控制型转向阀工作口输出压力，而不是转向柱转向角度与转向阀工作口输出压力值，使研究转向阀的性能特性更准确。

本实施例所述压力控制型转向阀，需要测试转向阀转动轴的转向角度与转向阀输出压力之间的关系特性，而且此转向阀不同于常规的全液压转向器或动力转向器中的比例减压阀，采集电控信号及阀口输出压力信号即可，此转向阀需要采集旋转角度信号及阀口输出压力信号，因此需要用角度传感器安装在转向阀转动轴上，同时采集出转向阀旋转角度与阀口输出压力的数据，对转向角度与转向阀输出压力之间的响应特性进行分析，分析转向阀的响应特性，滞环特性，控制特性等。

本实施例同时提供一种压力控制型转向阀性能特性测试方法，包括：按照给定的测试条件旋转方向盘，方向盘通过第一中间轴驱动压力控制型转向阀的转动轴进行转动；采集并记录编码器输出的第一角度信号、转角测试仪输出的第二角度信号和压力控制型转向阀的工作口压力输出信号，用于压力控制型转向阀性能特性分析。

实施例二：

基于实施例一所述的一种压力控制型转向阀性能特性测试工装的设计思路，本实施例提供一种压力控制型转向阀可靠性测试工装，包括：支架，用于安装压力控制型转向阀；第一中间轴，包括依次设置的第一连接段、光轴段和第二连接段，第一连接段与压力控制型转向阀的转动轴传动连接；第二连接段与转向电机方向盘传动连接；编码器，其输入端与所述第一中间轴的光轴段固定连接，其壳体通过安装板固定在支架上。第一连接段与压力控制型转向阀的转动轴通过花键连接；第二连接段与转向电机方向盘通过花键连接。安装板上设有纵向长圆孔和横向长圆孔，安装板通过纵向长圆孔和螺栓与支架连接，通过横向长圆孔和螺栓与编码器的壳体连接。

本实施例通过将编码器安装在与压力控制型转向阀的转动轴直接相连的第一中间轴上，可以直接采集压力控制型转向阀的转动轴的角度信号，具有结构简单，布局合理，应用灵活等特点，能满足对压力控制型转向阀可靠性、性能特性测试的要求；

本实施例同时提供一种压力控制型转向阀可靠性测试方法，如图7所示，包括：编码器输出角度信号传递给转向控制器，转向控制器根据转向角度是否达到170度判断转向电机方向盘的转向，当转向角度达到170度时，转向电机方向盘逆时针旋转；编码器持续对转向控制器输入角度信号，当转向角度达到负170度时，转向电机方向盘顺时针旋转，转到0度时，按照设定的间隔停顿后，继续下一次循环；采集并记录编码器输出的第一角度信号和压力控制型转向阀的工作口压力输出信号，用于压力控制型转向阀可靠性分析。本实施例通过将转向电机方向盘安装在第一中间轴上，配套上转向控制器即可完成转型阀的可靠性试验，此控制装置可靠，简单，安装便携，维修方便。

实施例三：

基于实施例一所述的一种压力控制型转向阀性能特性测试工装的设计思路，本实施例提供一种压力控制型转向阀整机性能特性测试工装，如图4~图6所示，包括：压力控制型转向阀安装座，用于安装压力控制型转向阀2；第二中间轴9，包括依次设置的第一连接段、光轴段93和第二连接段，第一连接段与压力控制型转向阀2的转动轴传动连接；第二连接段与传动轴10传动连接；传动轴10通过转向柱11与方向盘6传动连接；编码器5，其输入端与第二中间轴9的光轴段93固定连接，其壳体通过安装板3固定在压力控制型转向阀安装座上；转角测试仪7，安装在方向盘6上，用于检测方向盘6的转动角度。

第二中间轴9的第一连接段上加工有内花键91，与压力控制型转向阀2的转动轴上的外花键通过花键配合连接；第二中间轴9的第二连接段上加工有外花键92，与方向盘6上的内花键通过花键配合连接，并通过螺母固定，方向盘6旋转时，第二中间轴9同方向盘6一起旋转；光轴段93与编码器5的输入端（编码器5中心的轴套）固定连接，光轴段93穿过编码器5中心的轴套，并与其固定连接，第一中间轴4旋转时，驱动编码器5中心的轴套随之转动。

本实施例通过测试出整车上转向阀转动轴转向角度及转向阀工作口输出压力，研究转向负载对转向性能的影响，用转角测试仪7安装在方向盘上对转向系统进行测试，对比实施例一种台架实验上用转角测试仪7安装在方向盘上对转向阀进行测试的结果，分析影响转向性能的因素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。