劉庭輝，劉浩然北化集團(tuán)瀘州北方化學(xué)工業(yè)有限公司

基于繼電控制的一種簡(jiǎn)易汽車油箱試水機(jī)

劉庭輝，劉浩然
北化集團(tuán)瀘州北方化學(xué)工業(yè)有限公司

本文涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)汽車燃油箱密閉性檢測(cè)的自動(dòng)簡(jiǎn)易試水機(jī)。采用控制裝置比較簡(jiǎn)單的繼電控制。通過電路設(shè)計(jì)，選用相應(yīng)的電氣元件實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能。通過電接點(diǎn)壓力表實(shí)現(xiàn)對(duì)所需壓力的測(cè)量，并將結(jié)果反饋進(jìn)行自動(dòng)判定。使得整個(gè)控制系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單和易于實(shí)現(xiàn)。

汽車燃油箱；繼電控制；電接點(diǎn)壓力表；試水機(jī)

1.前言

21世紀(jì)的今天，汽車行業(yè)的發(fā)展越來越快。自從1970年后，全球汽車數(shù)量基本每15年增加一倍，2015年中國(guó)汽車產(chǎn)銷量超過2450萬輛，連續(xù)七年全球第一。對(duì)于中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)來說，將迎來下一個(gè)黃金十年，中國(guó)汽車市場(chǎng)不僅汽車消費(fèi)快，而且發(fā)展也快，自主品牌將完成從“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”的發(fā)展過程。在未來的十年里，我國(guó)汽車市場(chǎng)平均每年增長(zhǎng)率將達(dá)到7.1%，到2020年中國(guó)汽車市場(chǎng)的銷量將占據(jù)全球汽車總銷量的一半以上。中國(guó)汽車市場(chǎng)前景非常廣闊。隨著汽車行業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)汽車配套的燃油箱的質(zhì)量提出了越來越高的要求，其最基本的密閉性更是不能出現(xiàn)半點(diǎn)問題。

氣密性檢測(cè)是指在一定壓力環(huán)境條件下，被檢測(cè)物體有泄漏及泄漏量多少的測(cè)試。根據(jù)GB18296-2001強(qiáng)制性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。汽車油箱是必須強(qiáng)制性檢測(cè)，并且不能出現(xiàn)泄漏情況。

2.自動(dòng)簡(jiǎn)易試水機(jī)實(shí)現(xiàn)方案

試水機(jī)通過氣缸將燃油箱壓入水中，通過通氣管，給除了通氣管以外密封的燃油箱通入一定壓力的壓縮空氣，通過壓力表顯示燃油箱內(nèi)氣體壓力，如果燃油箱泄漏，則壓力低于設(shè)定值，機(jī)器報(bào)警。

圖1 .系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

下面從試水機(jī)本身、檢測(cè)方式和控制方式上對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行說明。

2.1 試水機(jī)

本文涉及的自動(dòng)簡(jiǎn)易試水機(jī)可以用于密閉容器的氣密性檢測(cè)。試水機(jī)是由繼電控制的一種氣密性檢測(cè)的裝置。首先將待檢測(cè)工件（油箱）放在工裝上，通過氣缸將油箱壓緊并密封。然后啟動(dòng)按鈕，用氣缸將油箱壓入水中，開始通氣，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)檢測(cè)油箱內(nèi)壓力是否在設(shè)定的壓力區(qū)間內(nèi)，如果油箱泄漏，則壓力下降，小于設(shè)定值，機(jī)器報(bào)警。

2.2 壓力檢測(cè)與比較

本文所用的壓力檢測(cè)與比較器件是常用的電接點(diǎn)壓力表。電接點(diǎn)壓力表被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中用來測(cè)量無爆炸危險(xiǎn)的各種流體介質(zhì)的壓力。通過設(shè)定壓力表上上、下限，當(dāng)被檢測(cè)油箱內(nèi)氣壓高過壓力表所設(shè)上限時(shí)，排氣電磁閥動(dòng)作，使壓力維持在所設(shè)定的范圍內(nèi)，避免壓力過大，使油箱出現(xiàn)不可回復(fù)的形變。當(dāng)被檢測(cè)油箱內(nèi)壓力低于壓力表下限，充氣電磁閥動(dòng)作，向油箱充氣，確保檢測(cè)壓力達(dá)到設(shè)定的范圍，否則壓力過低不能保證可靠性。當(dāng)油箱內(nèi)壓力持續(xù)低于壓力表設(shè)定值的下限時(shí)（時(shí)間繼電器上設(shè)定的時(shí)間。）蜂鳴器和閃光燈同時(shí)動(dòng)作，發(fā)出警報(bào)。提示油箱泄漏，產(chǎn)品不合格。

2.3 控制方式

本文采用繼電控制的方式。所謂的繼電控制是指利用具有繼電特性的元件進(jìn)行控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)。繼電特性指系統(tǒng)信號(hào)僅為通、斷等幾個(gè)狀態(tài)。繼電控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是控制裝置比較簡(jiǎn)單。對(duì)于同樣的功率，繼電控制裝置的重量和體積在各類控制系統(tǒng)中幾乎是最小的。繼電控制系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是控制的非線性。

在本系統(tǒng)中，通過電接點(diǎn)壓力表上下限通斷輸出的信號(hào)，來控制充氣和排氣電磁閥對(duì)油箱（容器）進(jìn)行充氣和排氣。當(dāng)油箱（容器）內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定區(qū)間，則壓力表無輸出。同時(shí)，時(shí)間繼電器工作，當(dāng)壓力持續(xù)低于設(shè)定值時(shí)，時(shí)間繼電器動(dòng)作，系統(tǒng)報(bào)警，蜂鳴器和閃光燈同時(shí)動(dòng)作，提示產(chǎn)品不合格。

2.4 電路設(shè)計(jì)

本文使用簡(jiǎn)潔快速的控制方式，其電路圖如下：（圖2）

圖2

3.有益效果

自動(dòng)簡(jiǎn)易試水機(jī)與其它機(jī)型相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)提高生產(chǎn)率，一天可24h連續(xù)生產(chǎn)；

(2)改善工人勞動(dòng)條件作：

(3)降低對(duì)工人操作技術(shù)難度的要求；

(4)縮短產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資；

(5)可實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品快速生產(chǎn)。

[1]陳化鋼.電氣設(shè)備及其運(yùn)行,合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社,2004

[2]賀家李等.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理,北京：中國(guó)電力出版社，2004.

[3]何仰贊等.電力系統(tǒng)分析，武漢：華中理科技學(xué)出版社，2002.3