专利名称：怠速执行器耐久性测试装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种怠速执行器的测试装置及方法，尤其是其耐久性的测 试装置及方法。
背景技术：
怠速执行器(如图l所示)是专为怠速工况控制而设置的，它的作用 是为了稳定怠速转速或为了克服各种外界负荷的影响。图1中，箭头的指
示方向代表空气的流动方向。其中阀2是可以上下移动的，根据给定信号 的占空比(在一个信号周期中，高电平与整个周期的比值)的不同其位置 也不同。从阔2的头部可以看出，其形状是圆锥形的，当阀2上下移动时， 它与阀座1产生的环形面积也随之变化，故开度就变化了。从上分析可知， 其开度是通过给定信号控制的，就是给怠速执行器通占空比不同的电压信 号来控制的，而电压信号是通过怠速执行器的电源线(图1中未示出)接 入的。
执行器的开度范围一般为全量程的1/4 3/4,具体位置由ECU给定信 号确定。由于其工作较为频繁，时间久了会导致其电磁线圈不工作、执行 功率下降等故障，从而使发动机无怠速、怠速工况发动机不稳、启动后怠 速抖动粗暴等现象，严重影响发动机正常工作。究其原因主要是怠速执行 器的电磁线圈的寿命问题。所以测试怠速执行器的寿命对维修有着重要的 意义。
解决以上问题的方案之一是对怠速执行器的各个组成部件分别测试 其耐久性。但是成本太高、不方便、可靠性不高、无法准确得出怠速执行 器的耐久性能。
发明内容
本发明就是为了解决怠速执行器的耐久性能的测试问题，提出一种怠 速执行器耐久性测试装置及方法。
为此，本发明的怠速执行器耐久性测试装置包括测试台和控制装置，
所述测试台用于固定被测怠速执行器并将预定的牵引力提供到被测怠速执
行器的阀的头部；所述控制装置用于给被测怠速执行器提供预定的电压方 波信号。
根据本发明的实施例，本发明的怠速执行器耐久性测试装置还可以包 括如下特征
所述控制装置包括单片机，以及与单片机相连的EEROM、显示装置、 键盘和驱动电路。
所述驱动电路依次包括电压放大电路、推挽电路、保护电路、驱动电 路和抗干扰电路。
所述测试台包括固定工装、接头夹具和牵引力产生装置，所述样品固 定工装用于固定被测怠速执行器，所述接头夹具一侧与被测样品的阀的头 部真空管接头连接，另一侧和牵引力产生装置相连。
牵引力产生装置包括拉绳、配重块和光轴，拉绳连接接头夹具和配 重块，且搭接于光轴中间的凹槽内。
所述测试台还包括挡板，挡于固定在接头夹具中的怠速执行器一侧。
本发明的怠速执行器耐久性测试方法包括如下步骤A、将预定的牵
引力提供到被测怠速执行器的阀的头部真空管，并给被测怠速执行器提供 预定的电压方波信号，从而使被测怠速执行器的真空管在磁力与牵引力的
共同作用下在其允许范围内往返运动，模拟出车上怠速执行器的工作过程;
B、记录试验次数并显示或保存。
根据本发明的实施例，本发明的方法还可以包括如下特征 所述牵引力为水平牵引力，通过配重块经由拉绳提供。 所述电压方波信号由单片机产生并由驱动电路传递。
所述电压方波信号参数如下占空比20%--80%--20%、变化间隔为5%、 每种波形重复50次、频率300Hz、峰值12V。
本发明提出的方案优势如下
本发明提供的测试怠速执行器耐久性的装置和方法，可以达到成本低、 可靠性高、使用方便的效果。
图1是怠速执行器剖面结构示意图。
图2A是本发明实施例怠速执行器耐久性测试装置控制盒原理示意图。
图2B是图2A中的驱动电路原理图。 图3是本发明实施例总装配示意图。 图4是本发明实施例光轴结构示意图。 图5A、 5B分别是本发明实施例挡板两个侧面的示意图。 图6是本发明实施例接头夹具示意图。
具体实施例方式
如图2A所示，是本实施例所采用的一个控制盒的原理图。该控制盒 包括MCS-51单片机、EEROM、 LED显示、键盘、驱动电路。控制盒通 过两根信号线接到图1所示的怠速执行器的电源信号线上。
MCS-51单片机是一种8位的简单的MCU，其内部有2个定时/计数器， 32个I/O 口 。可以通过对定时/计数器编程结合I/O 口得到峰值为5V的方 波信号。由于试验所需的信号为12V，且最大电流能达到几安培。所以必 须加驱动电路。
本实施例的驱动电路如同2B所示。PWM由MCS-51单片机I/O 口给 出的5v方波信号提供。该信号经过R4与Q1 (NPN型三级管)组成的电 路后，从Q1集电极输出的信号变成了 12v。其他参数不变。Q2是NPN型 三级管，Q3是PNP型三级管，Q2与Q3组成推挽电路，其特点是拉高与 拉底的能力强，反应非常快，这样保证了方波非常规整。D7为12V稳压 管，可以起到一定的保护作用。Q5为P沟道大功率MOS管，其最大漏极 电流ID为负74A，可以用它驱动多个样品。Q4是NPN型三级管，R10 与Q4组成的电路的作用是当Q5不导通时，把样品上的电压迅速拉低。从 而保证样品上加载的信号为标准的方波信号。D4的作用是抗干扰。
驱动电路的工作原理是当MCS-51单片机I/0 口输出的信号为高时， 则Ql导通，加到Q2与Q3公共端的信号为低电平。故Q2截止，Q3导通。 从而使Q5导通Q4截止。加载在样品上的电压为高电平。反之，当MCS-51 单片机I/O 口输出为低时，Ql截止。加到Q2与Q3公共端的电压为高电 平。Q2导通，Q3截止。从而使Q5截止，Q4导通。Q4导通后会将样品 上的高电压迅速拉至低电平。达到了样品两端加载方波信号的效果。
测试台如图3所示。这里只说明主要部件工装原理，其余部分不作赘
述。其中1是怠速执行器一待测样品。通过螺钉把它固定在固定工装2 上；样品固定工装2同样品通过螺钉固定在底板8上，底板8保持水平； 接头夹具3的示意图见图6;接头夹具3与被测样品的阀2的头部(真空 管接头)连接，同时通过钢丝绳5与配重块9连接；钢丝绳5—定要细且 光滑，这样可以减小与光轴7产生的摩擦力。光轴7示意图见图4所示。 光轴7中间有一凹槽，其作用是固定钢丝绳位置，不让其左右滑动。配重 块9自然下垂。整个定位保证样品头部(真空管接头)能自然伸縮。挡板 4的作用是保证样品头部(真空管接头)不会某种原因脱落，其示意图如 图5A、 5B所示。配重块9采用螺钉与钢丝绳5连接，方便更换，其重量 根据样品要求选择。 其测试原理如下
用MCS-51单片机定时器产生所需信号给驱动电路，然后由驱动电路 把信号传给待测样品(怠速执行器)。同时MCS-51单片机记下试验次数。 通过LED显示出来。EEROM用于断电后试验数据的保存。键盘用于根据 需要更改信号频率以及占空比，方便测试不同产品。
所述驱动电路传给待测样品的信号为占空比20%--80%-20%、变化间 隔为5% (20%-25%-...-75%-80%-75%-...25%-20%)、每种波形重复50次、 频率为300Hz、峰值为12V的电压方波信号。
测试时同时保持怠速执行器水平放置，阀2的头部(真空管接头)的 水平牵引力为15N (该力可根据样品规格调整)。当给样品信号后，样品真 空管会在磁力与牵引力的共同作用下在其允许范围内往返运动。模拟出车 上怠速执行器的工作过程，从而达到试验目的。
权利要求
1.一种怠速执行器耐久性测试装置，其特征在于包括测试台和控制装置，所述测试台用于固定被测怠速执行器并将预定的牵引力提供到被测怠速执行器的阀(2)的头部；所述控制装置用于给被测怠速执行器提供预定的电压方波信号。
2. 如权利要求1所述的怠速执行器耐久性测试装置，其特征在于，所述控制装置包括单片机，以及与单片机相连的EEROM、显示装置、键盘和驱 动电路。
3. 如权利要求2所述的怠速执行器耐久性测试装置，其特征在于，所述驱 动电路依次包括电压放大电路、推挽电路、保护电路、驱动电路和抗干扰 电路。
4. 如权利要求1或2或3所述的怠速执行器耐久性测试装置，其特征是 所述测试台包括固定工装(2)、接头夹具(3)和牵引力产生装置，所述样 品固定工装(2)用于固定被测怠速执行器，所述接头夹具(3) —侧与被 测样品的阀(2)的头部真空管接头连接，另一侧和牵引力产生装置相连。
5. 如权利要求4所述的怠速执行器耐久性测试装置，其特征是所述牵引 力产生装置包括拉绳(5)、配重块(9)和光轴(7)，拉绳(5)连接接 头夹具(3)和配重块(9)，且搭接于光轴(7)中间的凹槽内。
6. 如权利要求4所述的怠速执行器耐久性测试装置，其特征在于，所述测 试台还包括挡板(4)，挡于固定在接头夹具(3)中的怠速执行器一侧。
7. —种怠速执行器耐久性测试方法，其特征是包括如下步骤A、 将预定的牵引力提供到被测怠速执行器的阀(2)的头部真空管， 并给被测怠速执行器提供预定的电压方波信号，从而使被测怠速执行器的 真空管在磁力与牵引力的共同作用下在其允许范围内往返运动，模拟出车 上怠速执行器的工作过程；B、 记录试验次数并显示或保存。
8. 根据权利要求7所述的怠速执行器耐久性测试方法，其特征是，所述牵 引力为水平牵引力，通过配重块经由拉绳提供。
9. 根据权利要求7或8所述的怠速执行器耐久性测试方法，其特征是，所 述电压方波信号由单片机产生并由驱动电路传递。
10. 根据权利要求7或8所述的怠速执行器耐久性测试方法，其特征是， 所述电压方波信号参数如下占空比20%--80%--20%、变化间隔为5%、 每种波形重复50次、频率300Hz、峰值12V。
全文摘要
本发明公开一种怠速执行器耐久性测试装置及方法，该装置包括测试台和控制装置，所述测试台用于固定被测怠速执行器并将预定的牵引力提供到被测怠速执行器的阀的头部；所述控制装置用于给被测怠速执行器提供预定的电压方波信号。当给样品(即被测怠速执行器)信号后，样品真空管会在磁力与牵引力的共同作用下在其允许范围内往返运动，模拟出车上怠速执行器的工作过程，从而达到试验目的。本发明提供的测试怠速执行器耐久性的装置和方法，可以达到成本低、可靠性高、使用方便的效果。
文档编号G01M15/00GK101191757SQ20061015714
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月28日 优先权日2006年11月28日
发明者郭喜凤, 陈胜波 申请人:比亚迪股份有限公司