商用车EBS比例继动阀性能测试系统设计

第44卷第2期

2018年2月中国测试

CHINA MEASUREMENT & TESTVol.44 No.2

February,2018

doi 院 10.n857/j.issn.1674-5124.2018.02.027

商用车EBS比例继动阀性能测试系统设计

陆艺1，卢洁\袁月峰\郭斌2

(1.中国计量大学计量测试工程学院，浙江杭州310018曰2.杭州沃镭智能科技股份有限公司，浙江杭州310018)

摘要:针对传统继动阀检测装置已无法满足新型EBS比例继动阀检测需求的现状，基于计算机控制技术、采用高

速数据采集与数据处理技术，设计EBS比例继动阀综合性能测试系统，实现在电子制动/气制动、缓慢制动/快速制

动工况下，对阀的迟滞特性、静特性、动特性、密封性等项目进行测试。其中，采用电气比例阀伺服控制方式，可实现0〜

1.0MPa的气压控制，控制绝对误差为±0.01MPa;采用可编程电流源电流伺服控制方式，可实现0〜1.4A电流控制，控

制绝对误差为±0.01A。对测试系统进行不确定度评定，实验各项数据重复性良好。测试结果表明:商用车EBS比例继

动阀综合性能测试系统的性能稳定，满足测试要求。

关键词：电子控制制动系统；比例继动阀;性能测试；自动化;不确定度

文献标志码:A 文章编号：1674-5124(2018)02-0134-06

Design of performance test system for EBS proportional relay

valve of commercial vehicle

LU

Yi1，LU

Jie1，YUAN

Yuefeng1，GUO

Bin2

(1.

College

of

Metrology &

Measurement

Engineering,China

Jiliang

University,Hangzhou 310018,

China；

2.

Hangzhou

Wolei

Intelligent

Technology

Co.,

Ltd.,

Hangzhou 310018,

China)

Abstract:

In

view

that

the

traditional

relay

valve

testing

device

has

been

unable

to

meet

the

test

demand

of

new

type

EBS

proportional

relay

valve，

a

comprehensive

performance

test

system

of

EBS

proportional

relay

valve

was

designed

based

on

the

computer

control

technology

and

high

-speed

data

acquisition

and

data

processing

technology

so

as

to

achieve

the

test

for

hysteresis

characteristics，

static

characteristics，

dynamic

characteristics

and

airtightness

of

valve

under

the

conditions

of

electronic

braking/pneumatic

braking

and

slow

braking/fast

braking.

By

adopting

electric

proportional

valve

servo

control

mode， 0-1.0

MPa

pneumatic

control

can

be

achieved

with

control

absolute

error

being ±0.01

MPa

and

by

adopting

programmable

current

servo

control

mode， 0-1.4

A

current

control

can

be

achieved

with

control

absolute

error

being ±0.01

A.

In

the

test

system

uncertainty

assessment，

the

test

data

repeatability

is

excellent

and

the

test

results

show

that

performance

of

comprehensive

performance

test

system

of

EBS

proportional

relay

valve

of

commercial

vehicle

is

stable，

which

meets

the

test

requirements.

Keywords:

EBS;

proportional

relay

valve；

performance

test；

automation;

uncertainty

收稿日期：2017-06-19曰收到修改稿日期：2017-07-25

基金项目：国家质量监督检验检疫总局科技计划项目（2015QK288);浙江省商用车比例继动阀性能检测系统(2017C31003);

杭州市汽车零部件智能检测科技创新服务平台(20151433S01)

作者筒介:陆艺(1979-)，男，江苏扬州市人，副教授，硕士，研究方向为精密检测技术、汽车零部件自动化测试

。第44卷第2期陆艺等院商用车EBS比例继动阀性能测试系统设计135

0引言

目前，国内商用车开始引人电子控制制动系统

(

EBS)，比例继动阀作为

EBS的核心部件之一，较传

统气制动继动阀，有电控和气控两种方式，结构复杂、

检测项目繁多％

EBS比例继动阀是新一代商用车电

子控制制动系统的关键部件，其根据控制信号比例

输出商用车前桥的制动压力，采用比例电磁阀加继动

阀复合的机构形式工作'其严重的电流迟滞和响应

延迟无疑是导致制动故障甚至失效的最危险因素之

一，会造成严重的交通事故。由于

EBS比例继动阀

性能直接关系到整车制动的安全性。为保证其正常

工作，迟滞特性、静特性、动特性和密封性是

EBS比

例继动阀检测的重要项目。

目前，由于

EBS比例继动阀属于新型电子制动

部件，国内尚未出现成熟的检测设备。国内，中国计

量大学安志敏等[

3]针对传统继动阀的静特性，研制了

传统气制动继动阀检测台;吉林大学韩正铁等[4]针对

电控方式下的

EBS比例继动阀的迟滞特性和动特

性进行了性能实验。由于实验室设备控制精度低、工

业实用性不强、检测项目单一无法为

EBS比例继动

阀生产厂商直接使用。而国外，

EBS为商用车主流制

动系统技术趋于完善[

5-

6]。

EBS制动部件如比例继动

阀生产制造、检测核心技术掌握在国外大型商用车

制动系统开发商如德国

WABCO公司及

Knorr公司

手中[

7]。由于技术堡垒，测试关键技术及测试指标都

对外封锁，国内企业难以借鉴。

基于此，通过对

EBS比例继动阀工作原理的仔

细剖析，在借鉴汽车行业标准

QC/T 37——2015《汽

车与挂车气压调节保护装置技术要求及台架试验

方法》和国家标准

GB 12676——2014《商用车辆

和挂车制动系统技术要求及试验方法》的基础上，

根据厂家实际生产检测要求，设计了一套商用车

EBS

比例继动阀综合性能测试系统。

1测试需求分析

选取国外

WABCO公司生产的

EBS比例继动阀

为检测样本，其组成包括比例电磁阀、继动阀和压力

传感器。结构如图1所示，阀体上设有输人口

P0、输

出口

P2、气控口

P4,另外还设有电控口

P3,简图未

标出 。

EBS比例继动阀的工作方式有电控和气控两

种，与气控方式不同，在电控方式下由于先导级比例

阀阀芯的作用、电磁铁芯部分磁滞等因素的影响，导

致阀迟滞特性明显。参考上述相关标准和生产厂家

测试要求，制定的

EBS比例继动阀测试项由密封性

测试、迟滞特性测试、静特性测试、动特性测试组成。EBS

A.控制气室;B.输人气室;C.流通气室;D.排气气室;E.输出气室;

P0.输人口；P2.输出口；P4.气控口；1.电磁铁芯;2.球阀；3.弹簧；

4.比例阀阀芯;5.弹簧;6.继动阀活塞;7.弹簧;8.继动阀阀座；

9.弹簧;10.消音器。

图1比例继动阀结构原理

表1主要技术参数与性能指标

参数名称参数指标

耐压1.0MPa

气源额定压力0.8 MPa

最大额定电流1.4A

数据采样频率>1kHz

气压测量引用误差±0.3%FS，0耀1.6MPa

差压测量引用误差±0.1%FS，-1耀5kPa

控制电流绝对误差±0.01A，0耀1.4A

控制气压绝对误差±0.01MPa，0耀1.0MPa

为满足上述测试需求，测试系统中的主要技术参数

和性能指标，如表

1所示。

1.1密封性需求分析

任何阀均存在泄漏的可能，需要对

EBS比例继

动阀的密封性进行测试。传统采用的气泡法，难以定

量分析实际气压泄漏值，效率和精度低下。经比较，

本文采用能检测到微小泄漏、精度高，可以快速检测

的差压法[8-9]。

测量时打开相应电磁阀同时给阀口、基准腔充

气一段时间后关闭电磁阀，打开平衡阀，平衡时间为

15

s，测量时间为30

s，根据差压传感器得出阀口泄

漏量。

测试项包括输人口、气控口非工作状态以及输

人口全工作、半工作状态气密性。

1.2功能特性需求分析

迟滞特性测试院规定迟滞电流

Ic为迟滞特性的

评判标准，需对其进行测试。同一输出气压值在增

压、减压过程中会对应两个控制电流信号值，其最大

差值的绝对值定义为迟滞电流，根据企业要求迟滞

电流值应不大于0.28

A

。