多用途汽车维修用压力表检测装置的研制

引言

机油压力表主要指示发动机运转时润滑系主油道润滑油压力,防止压力过低造成“烧瓦、抱轴”等重大机械事故；燃油压力表是用来检测然后供给和喷射系统工作是否正常的量具,一般电控汽油喷射系统的供油总管上设有专用的油压检测口(如汽油滤清处),将其连接到检测口处,接通点火开关,即可观测燃油压力表的读数；自动变速箱压力表是在自动变速箱的液压系统的行星齿轮系发生故障时,用于测试自动变速箱的主压力；助力转向压力表的作用是测试助力转向系统的系统压力及转向泵的输出压力。

1 问题来源

由于汽车维修用压力表接头复杂,无法保证其密封性,量值精确度要求高,并且是汽车维修中的重要量具,所以各大汽车维修店、4S 店都非常重视这些计量器具,但是其量值溯源一直是困扰使用客户和计量单位的难题。

多用途汽车维修用压力表检测装置的研发不仅解决了量值溯源的问题,也为客户提供了技术依托和支持,为客户的送检提供了便利条件。

2 设计方案

结构：多用途汽车维修用压力表检测装置组成如(图1)所示

关键技术：

(1)油气分离器设计,该装置作用是防止压力表中的油回流到减压器里。

(2)限流/截止阀设计,该阀既要控制气体流量,同时又要起到“断流”的作用。

(3)手动调压器设计,该调压器可以通过压缩低压气体获得高压气体。

(4)微调阀设计,该阀起到精细调压作用,调节细度在0.1kPa。

本装置通过对汽车维修用压力表的检定方法进行,研制了一套多用途汽车维修用压力表检测装置,该装置利用机加工制作了一套接头,可实现主流品牌汽车,主要包括大众、丰田、通用、宝马、奥迪等,通过转换接头可实现2 支压力表的无损安装并同时检定。

多用途汽车维修用压力表检测装置主要包括气瓶、手动压力源、数字压力计一起组成完整的校准系统。

3 检定能力验证

图1 检测装置结构框图

表1 测量重复性实验数据

表2 各不确定度分量汇总

(1)将标准数字压力计和被检测的压力表安装在该装置的接口上。根据检测压力点的需要控制加压阀进行升压,并通过标准数字压力计的示值实时监测压力变化。根据预先设定的压力点的要求判定被检测压力表的示值误差是否符合规程要求。该装置最多可同时校准2 支压力表,试验研究表明,系统校准结果的不确定度优于Urel=0.05%(k=2)。

将数字压力计安装在该装置的接口上,被检表的工作位置高于数字压力计的受压点(压力传感器),高度差Δh=0.060m,经计算,高度差引起的数字压力计示值修正值ph=-0.0005MPa,ph 的绝对值大于该数字压力计最大允许误差绝对值0.0020MPa 的1/10,应考虑高度差修正。

安装完毕之后,对整个检定装置加压至测量上限4MPa,进行预压并检查系统的密封性。

采用直接比较测量法,当测量点达到静平衡时,读取数字压力计的示值,并记录相应量值。按照正反行程逐点升压和降压进行两个循环的测量。

(2)测量模型

式中：Δp-数字压力计示值误差(MPa)；pc-数字压力计示值(MPa)；ps-活塞式压力计标准值(MPa)；ph-高度差的修正值(MPa)。

采用贝塞尔公式法计算单次测量的实验标准偏差s(x)。

由于数字压力计在计算示值误差时,以单次测量作为测量结果,所以,重复性测量引入的标准不确定度为单次测量的实验标准偏差

u1(pc)=s(x)=0.00019MPa

(3)合成标准不确定度uc(Δp)的计算

(4)扩展不确定度U 的评定

取包含因子k=2,则2.5MPa 测量点的扩展不确定度U=k×uc(Δp)=2×0.00035MPa=0.0007MPa。

其他测量点示值误差的扩展不确定度可以按照该评定方法进行评定。数据说明该检定装置的测量数据准确可靠,可以满足汽车维修用压力表的检定要求。

4 结束语

通过试验数据和测量结果的不确定度评定证明该套装置系统满足汽车维修用压力表的检定工作的需要。该装置结构合理、测量准确、安全系数高、使用效果良好,解决了各类型汽车维修用压力表的量值传递问题,适合在省级计量部门推广应用。