CN104502131A - 一种变速箱吸入式过滤器性能测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及过滤器性能测试技术领域，公开了一种变速箱吸入式过滤器性能测试系统，包括在测试油路上依次串联且组成循环回路的污染物注入单元、测试单元、温度控制单元和油液回路；温度控制单元可保证测试温度保持恒定值，以进行过滤效率的测试，也可对测试温度进行调节，从而实现对流量压力降性能的测试；另外，测试单元中设有两位两通常开电磁阀，对其施加脉冲信号，即可实现脉冲流量下的过滤效率测试；该测试系统的通用性强，使用方便；且增加了温度控制单元，与现有技术中简单的热交换器相比，温度调节精度高，调控范围大，可保证在较大的温度范围内实现过滤器的性能测试。

Description

一种变速箱吸入式过滤器性能测试系统

技术领域

本发明涉及过滤器性能测试技术领域，具体涉及一种变速箱吸入式过滤器性能测试系统。

背景技术

在自动变速箱中，吸入式过滤器位于油底壳与油泵之间，经吸入式过滤器过滤后的油液用于自动变速箱中液压系统的控制及齿轴系统的润滑等，如果过滤后的油液不能满足液压系统对油液清洁度的要求，将会加速齿轮和轴承的磨损或者引起电磁阀卡滞，从而影响变速箱的寿命及正常工作。为了保证吸入式过滤器能够在变速箱中稳定高效的工作，必须对设计的吸入式过滤器的性能指标进行试验验证。

吸入式过滤器性能的测试主要包括过滤效率测试和流量压力降特性测试，由于过滤效率的测试是在特定的温度下进行，而流量压力降特性的测试则需要进行不同温度和不同流量的测试，因此两个性能参数的测试对测试系统的要求不同。

如图1所示，为现有技术中过滤效率测试系统的示意图。图中左侧为污染物注入单元，右侧为测试单元，油箱1-1用于贮存配置测试油液，取样阀1-2用于对待测油液的检测，油泵1-3和调节阀1-4可对系统中油液的流量进行调节，流量计1-5用于系统中油液流量的显示，系统过滤器1-6对系统中的油液进行粗过滤，防止存在较大颗粒影响系统工作，油箱1-1中设有温度传感器1-7，检测油液温度，热交换器1-8用于系统产生的热量与冷却水的交换，保持油液温度在测试值；吸入式过滤器1-9为待测过滤器，颗粒计数器系统1-10用于检测待测过滤器前后油液中的颗粒分布情况，当压降指示器1-11的压力差值达到规定数值时，测试结束，处理颗粒计数器系统1-10记录的数值，即可得到过滤效率。

另外，对于过滤效率测试，在实际的工作过程中由于阀的切换等，会 引起流量脉动，对过滤效率有较大的影响，因此经常还需要进行脉冲流量下的过滤效率测试，因此不得不对上述过滤效率测试系统进行改装调试，如图2所示，需要在原过滤效率测试系统中增加电磁控制阀1-12和节流阀1-13，在测试过程中对电磁控制阀1-12施加脉冲信号，以完成行脉冲流量下的过滤效率测试。

如图3所示，为现有技术中流量压力降特性测试系统的示意图。该系统包括油箱2-1、油泵2-2、用于调节流量的调节阀2-3、用于过滤测试环境中杂质的空气过滤器2-4、用于对过滤系统中油液进行粗过滤的系统过滤器2-5、流量计2-6、用于温度调节的热交换器2-7和温度传感器2-11，第一压力计2-9和第二压力计2-10分别连接于待测过滤器2-8的两端。测量时，首先通过热交换器2-7进行温度调节，温度传感器2-1显示的温度达到测试温度后，通过调节阀2-3调节油液流量，从零开始到最大值为止，连续记录两个压力计的压力差；然后变化测试温度，重复上述操作，直至获得不同温度和不同流量下的压降特性。

从上可知，现有技术中各个性能参数的测试分别采用独立的测试系统，各个测试系统的通用性较低，使用方便性差，另外，自动变速箱的工作温度范围约为-40℃～140℃，而现有系统中的调节温度装置为简单的热交换器，其为直接采用冷却水与测试系统中的油液进行热交换，温度调节范围有限，无法实现大范围温度下的性能测试。

因此，本领域技术人员需要对变速箱吸入式过滤器性能测试系统进行改进，以解决现有测试系统中存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变速箱吸入式过滤器性能测试系统，其通用性强，使用方便，且方便测试中温度的控制和调节。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种变速箱吸入式过滤器性能测试系统，包括在测试油路上依次串联并组成循环回路的污染物注入单元、测试单元、温度控制单元和油液回路，其中：

所述污染物注入单元包括由油管依次串联的第一油箱、液压泵、流量 控制阀、节流阀、第一系统过滤器和油液检测装置；

所述测试单元包括依次串联的第二油箱、第一流量控制装置、第一电磁阀、第一颗粒计数器、第一压力计、待测过滤器、第二压力计、第二颗粒计数器和流量计；且所述污染物注入单元的末端油管连通所述第二油箱，所述第二油箱中设有温度传感器；所述第一电磁阀为两位两通常开电磁阀；

所述温度控制单元，用于接收并受控于所述温度传感器反馈的温度信号，其包括由水管形成的循环水路，所述循环水路上依次串联有水箱、第二流量控制装置、第二电磁阀，所述第二电磁阀为两位三通电磁阀，且其第一出口连通制冷装置，第二出口连通加热装置，所述制冷装置的另一端连通第三电磁阀的第一入口，所述加热装置的另一端与所述第三电磁阀的第二入口连通，所述第三电磁阀的出口与循环水路上的热交换器连通，且所述热交换器还同时位于所述测试油路上；

所述油液回路上设有第二系统过滤器。

优选地，所述污染物注入单元中的油液检测装置为颗粒计数器。

优选地，在所述油液回路中还设有与所述第二系统过滤器并联的单向阀，且所述单向阀开启的方向与测试油路中油液流动方向相同。

优选地，所述第一流量控制装置和所述第二流量控制装置均为变量流量泵。

优选地，所述污染物注入单元的油管的末端连接有第一扩散器，且所述第一扩散器位于所述第二油箱中。

优选地，所述油液回路的油路的末端连接有第二扩散器，且所述第二扩散器位于所述第一油箱中。

优选地，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均为比例阀。

本发明提出的变速箱吸入式过滤器性能测试系统，包括在测试油路上依次串联并组成循环回路的污染物注入单元、测试单元、温度控制单元和油液回路，其中污染物注入单元中设有第一系统过滤器和油液检测装置，用于油液的粗过滤和配备的油液质量的检测，以保证获得满足测试质量的油液；该测试系统增加了温度控制单元，用于测试过程中对测试温度的调节和控制，主要原理为根据测试单元中温度传感器的反馈值，控制两个两 位三通电磁阀、制冷装置、加热装置的动作，实现多种温度的调节；在测试单元中，设有流量调节装置，在待测过滤器的两端还均设有颗粒计数器和压力计，在温度控制单元的配合下，可完成过滤效率和流量压力降特性两项指标的测试；另外，测试单元中串联有一两位两通常开电磁阀，对其施加电子脉冲信号，即可实现脉冲流量下过滤效率的测试；油液回路中设有系统过滤器，用于测试后的油液过滤，实现油液循环利用。此系统可分别用于变速箱吸入式过滤器多项性能指标的测试，通用性好，使用方便；且增加温度控制单元，与现有技术中采用简单的热交换器相比，可增大温度调节的范围和调节精度，实现大范围下的温度测试。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中：

图1为现有技术中变速箱吸入式过滤器过滤效率测试的系统图；

图2为现有技术中变速箱吸入式过滤器脉冲流量下过滤效率测试的系统图；

图3为现有技术中变速箱吸入式过滤器流量压力降特性测试的系统图；

图4为本发明提供的变速箱吸入式过滤器性能测试系统升温工况下原理图；

图5为本发明提供的变速箱吸入式过滤器性能测试系统降温工况下原理图。

上述图中的附图标记说明如下：

1-1-油箱，1-2-取样阀，1-3油泵，1-4-调节阀，1-5-流量计，1-6-系统过滤器，1-7温度传感器，1-8-热交换器，1-9-吸入式过滤器，1-10-颗粒计数器，1-11压降指示器，1-12-电磁控制阀，1-13-节流阀；

2-1-油箱，2-2-油泵，2-3-调节阀，2-4-空气过滤器，2-5-系统过滤器，2-6-流量计，2-7-热交换器，2-8-待测过滤器，2-9-第一压力计，2-10-第二压力计，2-11-温度传感器； 

a-污染物注入单元，b-测试单元，c-温度控制单元，d-油液回路； 

1-第一油箱，2-液压泵，3-流量控制阀，4-节流阀，5-第一系统过滤器，6-油液检测装置，7-第二油箱，8-第一流量控制装置，9-第一电磁阀，10-第一颗粒计数器，11-第一压力计，12-待测过滤器，13-第二压力计，14-第二颗粒计数器，15-流量计，16-温度传感器，17-水箱，18-第二流量控制装置，19-第二电磁阀，20-制冷装置，21-加热装置，22-第三电磁阀，23-热交换器，24-第二系统过滤器，25-单向阀，26-第一扩散器，27-第二扩散器。 

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。

如图4和图5所示，本发明提供的变速箱吸入式过滤器性能测试系统，包括在测试油路上依次串联并组成循环回路的污染物注入单元a、测试单元b、温度控制单元c和油液回路d。

所述污染物注入单元a，用于配置标准的待测油液，包括依次串联的第一油箱1、液压泵2、流量控制阀3、节流阀4、第一系统过滤器5和油液检测装置6。

其中，所述液压泵2为系统的回路供油提供动力，所述流量控制阀3调节控制油路流量，所述节流阀4用于防止过大的流量脉冲对第一系统过滤器5的影响，所述第一系统过滤器5可对油液进行粗过滤，防止较大颗粒影响系统测试结果。

所述油液检测装置6用于检测进入测试单元的油液的清洁度等级，检测进入测试单元的油液是否符合检测标准，防止油液不达标造成测试误差。所述油液检测装置6可为取样阀，取出油液样本在系统外进行测试，而在本系统中所述油液检测装置6优选为颗粒计数器，可直接监测和获知待测油液的质量，方便可靠。

待测油液经由所述污染物注入单元a的末端管路进入测试单元b，为了保证油液平稳的进入所述测试单元b的第二油箱7中，在本实施中，所述污染物注入单元a的油管的末端还可连接有第一扩散器26，且所述第一扩散器26位于所述第二油箱7中。

所述测试单元b还包括依次串联的第一流量控制装置8、第一电磁阀9、 第一颗粒计数器10、第一压力计11、待测过滤器12、第二压力计13、第二颗粒计数器14和流量计15。

其中，所述第一流量控制装置8优选变量流量泵，通过调节与该变量流量泵相连的电机转速和油泵的中心距等，即可以实现对测试系统流量的调节控制，并根据流量计15的数值来确定系统的流量是否满足要求，使得系统结构简单，操作方便。可以理解地，所述第一流量控制装置8也可为流量调节阀。

位于所述待测过滤器12两端的第一颗粒计数器10和第二颗粒计数器14，分别用于检测待测过滤器12上游和下游的颗粒尺寸分布。

所述第一压力计11与所述第二压力计13的差值即为待测过滤器12的压力差，两个压力计一方面可用于进行流量压力降性能测试，另一方面，当两个压力计的压力值达到额定值时，测试结束，对各项指标的测试过程具有指示作用。

所述第一电磁阀9为两位两通常开电磁阀，在进行过滤效率测试时，其处于常开状态；在需要脉冲流量时，通过给该第一电磁阀9一定的电磁脉冲信号，使该第一电磁阀9不断的开关来产生脉冲流量，从而实现脉冲流量下过滤效率的测量。进一步地，所述第一电磁阀9在切换到关闭状态时，可通过选择合适的弹簧使电磁阀不完全关闭，以保证系统内油路的畅通。

另外，所述第二油箱7中还设有温度传感器16，用于检测油路中的温度，并向温度控制系统c反馈温度信号，以调节测试温度。

所述温度控制单元c包括由水管形成的循环水路，所述循环水路上依次串联有水箱17、第二流量控制装置18、第二电磁阀19，所述第二电磁阀19为两位三通电磁阀，且其第一出口连通制冷装置20，第二出口连通加热装21，所述制冷装置20的另一端与第三电磁阀22的第一入口连通，所述加热装置21的另一端与所述第三电磁阀22的第二入口连通，所述第三电磁阀22的出口与循环水路上的热交换器23连通，且所述热交换器还同时位于所述测试油路上；其中，所述第二流量控制装置18优选为变量流量泵。

所述温度控制单元c的工作原理如下：

参照图4，当测试系统内实际油液温度高于测试设定的温度时，需要温度控制单元对测试系统进行降温处理，温度传感器16的高温信号反馈给第二电磁阀19，制冷装置20和第三电磁阀22，水箱17内的水经第二流量控制装置18到达第二电磁阀19，水经第二电磁阀19的入口流入，从其第一出口流出，流入制冷装置20内，经过制冷装置20的水从第三电磁阀22的第一入口流入，从其出口流出，到达热交换器23，经过持续的降温，使系统中的油液温度达到测试设定温度值。

参照图5，当测试系统内实际油液温度低于测试设定温度时，需要温度控制系统对测试系统进行升温，温度较低的信号反馈给第二电磁阀19，加热装置21和第三电磁阀22，水箱17内的水经第二流量控制装置18到达第二电磁阀19，水经第二电磁阀19的入口流入，从其第二出口流出，流入加热装置21内，经过加热装置21加热后的水从第三电磁阀22的第二入口流入，从其出口流出，到达热交换器23，经过持续的热量交换，使系统中的油液温度达到设定的温度。

所述温度控制单元c的设置，与现有技术中采用简单的热交换器相比，可提高系统中温度控制精确，还可在更大范围内对测试温度进行调节，以得到在较大温度范围内的各项性能指标的测试结果。

所述油液回路d上设有第二系统过滤器24，用于过滤回路中的较大杂质，实现油液的重复使用。

进一步地，在所述油液回路d中还设有与所述第二系统过滤器24并联的单向阀25，且所述单向阀25开启的方向与测试油路中油液流动方向相同；所述单向阀25用于保护系统回路，在第二系统过滤器24两侧的压差较大时，所述单向阀25开启，保证油液的正常循环。

为了使油液平稳均匀的返回注入第一油箱1内，所述油液回路d的油路的末端还可连接有第二扩散器27，且所述第二扩散器27位于所述第一油箱1中。

在本实施例的上述系统中，所述第一电磁阀9、第二电磁阀19和第三电磁阀22均优选为比例阀，即电磁阀的开关状态的切换过程是连续的，通 过阀口的油液或水的流量是渐变的，而不是瞬间完成阀的切换。

本发明实施例提供的该变速箱吸入式过滤器性能测试系统，可分别用于过滤效率、脉冲流量下过滤效率及流量压力降等性能指标的测试，提高了测试系统的通用性和使用方便性。

使用该测试系统进行各项性能指标的测试操作步骤如下：

一.吸入式过滤器过滤效率的测试

S1排出系统内空气：启动液压泵2，使注入系统的回路中充满油液，当第二油箱7内储存一定量的油液时，启动第一流量控制装置8，使油液充满回路，排出测试系统内的空气；

S2调节系统温度：根据温度传感器16反馈的温度信号，若反馈温度值低于测试要求温度，则温度控制单元c处于升温模式，进行如图4所示的升温动作；反之则进行如图5所示的降温动作，温度控制单元c根据温度传感器16的实时反馈信号进行温度的控制，直至达到满足测试要求的温度；

S3调节流量：当从第二扩散器27处有油液连续流出时，说明测试系统内已充满油液，此时通过调节流量控制阀3和第一流量控制装置8，根据流量计15的数值，使第二油箱7内的油液量保持恒定，并且使流量值达到测试要求；

S4注入污染物，调节注入测试系统油液的清洁度：参照GB/T18853所用的颗粒，按照要求注入到第一油箱1内，通过控制注入的污染物和油液量使油液检测装置6检测的油液清洁度能够达到测试要求；

S5进行测试并记录：测试时第一电磁阀9始终处于开启状态，保证油路的畅通，第一颗粒计数器10和第二颗粒计数器14工作，并记录第一压力计11和第二压力计13的数值，当压差达到待测过滤器12的极限压降值80％时，停止测试；

S6数据处理：根据第一颗粒计数器10所记录的上游油液中颗粒尺寸分布结果和第二颗粒计数器14记录的下游油液的颗粒尺寸分布结果，即可得到某一特定尺寸下的颗粒过滤效率；根据第二颗粒计数器14记录的不同尺寸的颗粒分布结果，可以得出过滤后油液的清洁度；试验后对待测过滤 器12滤纸截留的污染物总量进行称重即可得到该吸入式过滤器的容尘量。

二.脉冲流量下吸入式过滤器过滤效率的测试

其中S1～S4的操作步骤与上述过滤效率测试中S1～S4的操作步骤相同，在进行测试时，对第一电磁阀9施加脉冲信号，使电磁阀不断的在开关状态进行切换，产生脉冲流量，第一颗粒计数器10和第二颗粒计数器14工作，并记录第一压力计11和第二压力计13的数值，当压差达到测试过滤器14的极限压降值80％时停止测试；然后进行数据处理，其步骤也与上述S6数据处理步骤相同。

三.脉冲流量下吸入式过滤器流量压力降特性的测试

吸入式过滤器测试系统中第二压力计13的压力值与第一压力计11的压力值的差值即为测试工况下过滤器的压力差。吸入式过滤器的压差特性需要测量不同温度和流量下过滤器上下游的差值，具体步骤如下：

S1排出系统内空气：启动液压泵2，使注入系统的回路中充满油液，当第一油箱7内储存一定量的油液时，启动第一流量控制装置8，油液充满回路，排出测试系统内的空气；

S2调节系统温度：根据温度传感器16反馈的温度信号，若反馈温度值低于测试要求温度，则温度控制单元c处于升温模式，进行如图4所示的升温动作；反之则进行如图5所示的降温动作，温度控制单元c根据温度传感器16的实时反馈信号进行温度的控制，直至达到满足测试要求的温度；

S3进行第一种温度工况下的测试：保持温度在设定的温度值，通过调节第一流量控制装置8使测试系统的流量从零逐渐达到待测过滤器12的最大工作流量，该过程持续记录第一压力计11和第二压力计13的数值；

S4改变温度工况进行测试：重新设定温度值，温度控制单元c调节系统温度达到规定值后，重复步骤S3的操作，调节流量的变化并记录该过程中压力降的持续变化；

S5重复步骤S4的操作，直至完成所有所需温度工况下的流量压力降测试；

S6结果处理：根据试验过程中记录的数据，可以得出各种温度工况下 的流量压力降特性曲线。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种变速箱吸入式过滤器性能测试系统，其特征在于，包括在测试油路上依次串联并组成循环回路的污染物注入单元(a)、测试单元(b)、温度控制单元(c)和油液回路(d)，其中：

所述污染物注入单元(a)包括依次串联的第一油箱(1)、液压泵(2)、流量控制阀(3)、节流阀(4)、第一系统过滤器(5)和油液检测装置(6)；

所述测试单元(b)包括依次串联的第二油箱(7)、第一流量控制装置(8)、第一电磁阀(9)、第一颗粒计数器(10)、第一压力计(11)、待测过滤器(12)、第二压力计(13)、第二颗粒计数器(14)和流量计(15)；且所述污染物注入单元(a)的末端油管连通所述第二油箱(7)，所述第二油箱(7)中设有温度传感器(16)；所述第一电磁阀(9)为两位两通常开电磁阀；

所述温度控制单元(c)，用于接收并受控于所述温度传感器(16)传递的温度信号，其包括由水管形成的循环水路，所述循环水路上依次串联有水箱(17)、第二流量控制装置(18)、第二电磁阀(19)，所述第二电磁阀(19)为两位三通电磁阀，且其第一出口连通制冷装置(20)，第二出口连通加热装置(21)，所述制冷装置(20)的另一端连通第三电磁阀(22)的第一入口，所述加热装置(21)的另一端与所述第三电磁阀(22)的第二入口连通，所述第三电磁阀(22)的出口与循环水路上的热交换器(23)连通，且所述热交换器(23)还同时位于所述测试油路上；

所述油液回路(d)上设有第二系统过滤器(24)。

2.根据权利要求1所述的变速箱吸入式过滤器性能测试系统，其特征在于，所述污染物注入单元(a)中的油液检测装置(6)为颗粒计数器。

3.根据权利要求1所述的变速箱吸入式过滤器性能测试系统，其特征在于，在所述油液回路(d)中还设有与所述第二系统过滤器(24)并联的单向阀(25)，且所述单向阀(25)开启的方向与测试油路中油液流动方向相同。

4.根据权利要求1所述的变速箱吸入式过滤器性能测试系统，其特征在于，所述第一流量控制装置(8)和所述第二流量控制装置(18)均为变量流量泵。

5.根据权利要求1所述的变速箱吸入式过滤器性能测试系统，其特征在于，所述污染物注入单元(a)的油管的末端连接有第一扩散器(26)，且所述第一扩散器(26)位于所述第二油箱(7)中。

6.根据权利要求5所述的变速箱吸入式过滤器性能测试系统，其特征在于，所述油液回路(d)的油路的末端连接有第二扩散器(27)，且所述第二扩散器(27)位于所述第一油箱(1)中。

7.根据权利要求1所述的变速箱吸入式过滤器性能测试系统，其特征在于，所述第一电磁阀(9)、第二电磁阀(19)和第三电磁阀(22)均为比例阀。