車輛底盤集中潤滑系統(tǒng)智能監(jiān)控儀的研制

1、第21卷第9期2005年9月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報TransactionsoftheCSAEVol.21No.9Sep.2005車輛底盤集中潤滑系統(tǒng)智能監(jiān)控儀的研制盛奎川余有芳項士英(浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院杭州310029)摘要:針對國內(nèi)現(xiàn)有車輛底盤集中潤滑系統(tǒng)控制方法及技術(shù)存在的不足提出了基于單片機技術(shù)的系統(tǒng)自動加脂及故障檢測方法。通過監(jiān)控儀進行加脂間隔時間和監(jiān)控時間的設(shè)定通過壓力開關(guān)檢測主油路工作壓力并對油泵的工作時間進行自動調(diào)節(jié)

2、實現(xiàn)系統(tǒng)的定時自動加脂與故障報警功能。以PIC單片機為核心設(shè)計了控制系統(tǒng)的硬件電路和軟件流程。性能檢測與應(yīng)用試驗表明該監(jiān)控儀工作可靠性能穩(wěn)定可滿足車輛底盤集中潤滑系統(tǒng)智能監(jiān)控的需要。關(guān)鍵詞:智能監(jiān)控儀車輛底盤集中潤滑系統(tǒng)單片機壓力傳感器中圖分類號:TP273U463.1S219.032文獻標識碼:B文章編號:100226819(2005)0920189203盛奎川余有芳項士英.車輛底盤集中潤滑系統(tǒng)智能監(jiān)控儀的研制[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報20

3、0521(9):189191.ShengKuichuanYuYoufangXiangShiying.Researchdevelopmentofintelligentmonitincentralizedgreaselubricationsystemfvehiclechassis[J].TransactionsoftheCSAE200521(9):189191.(inChinesewithEnglishabstract)收稿日期:20052

4、01205修訂日期:2005208204基金項目:浙江省科技廳資助項目(2003C31051)作者簡介:盛奎川(1963)男浙江紹興人博士副教授主要研究方向為生物系統(tǒng)機電工程、機電一體化設(shè)計生物能源工程。杭州市凱旋路268號浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院310029。Email:kcsheng@zju.edu.cn0引言客車、卡車、聯(lián)合收獲機和工程機械底盤需加脂潤滑的節(jié)點一般為30～40個工作環(huán)境差運動副潤滑不良易出現(xiàn)早期磨損縮短底

5、盤壽命。國內(nèi)普遍采用人工加脂的方式進行潤滑但注油量和注油周期不易控制由于不是全密封環(huán)境潤滑點上的注油口容易被泥沙堵塞注油時極易將泥沙帶入油道從而加速運動件的磨損也有可能出現(xiàn)潤滑點遺漏注油等情況[13]。20世紀80年代以來國外汽車機電一體化技術(shù)迅速發(fā)展集中潤滑技術(shù)被引入到汽車領(lǐng)域改變了底盤人工潤滑的各種弊端。集中潤滑系統(tǒng)通過配置相應(yīng)的控制器或監(jiān)控儀可實現(xiàn)自動定時潤滑不僅能提高潤滑維護的效率和效果而且節(jié)約維護成本延長底盤壽命[47]。近年

6、來國內(nèi)一些廠家仿制了底盤集中潤滑系統(tǒng)但存在故障率高和技術(shù)含量低等問題影響了潤滑系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。集中潤滑系統(tǒng)一般是通過控制器設(shè)定間隔時間和工作時間實現(xiàn)自動定時加脂功能并通過溢流閥調(diào)節(jié)主油管壓力[12]。其存在的問題是電機工作時間無法實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)實際工作時間長、耗電量大系統(tǒng)工作壓力較大溢流閥析出的高壓油攪動油箱中的油脂使油脂中充入的氣泡長時間不能自行消除。此外有些潤滑系統(tǒng)因不裝壓力傳感器(或壓力開關(guān))而缺乏故障檢測功能。針對現(xiàn)有技術(shù)之不足本

7、文提出了基于單片機技術(shù)的系統(tǒng)自動加脂及故障檢測方法研制的監(jiān)控儀應(yīng)用于車輛底盤集中潤滑系統(tǒng)中取得了滿意的效果。1集中潤滑系統(tǒng)控制原理車輛底盤自動集中潤滑系統(tǒng)主要由電動泵、配油器、壓力開關(guān)、電子監(jiān)控儀和管路元件等組成其中電動泵由直流電機、齒輪泵、溢流閥和自控平衡式卸荷閥等組成。集中潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理參見文獻[3]。以PIC單片機為核心的控制單元是實現(xiàn)自動集中潤滑過程的關(guān)鍵部分負責(zé)時序控制、數(shù)據(jù)采集及處理等工作。潤滑間隔時間和監(jiān)控時

8、間通過監(jiān)控儀設(shè)定。所有潤滑點均采用相同的間隔時間各個潤滑點在相同的間隔時間下存在不同的加脂量。通過配油器對油脂精確定量(0.10.20.4cm3等)并將其自動送至各潤滑點以滿足不同的潤滑要求。油泵工作時間取決于泵的性能規(guī)格和配油器的總儲油量的大小并通過安裝在距離電動泵最遠的配油器主油路末端的壓力開關(guān)進行自動調(diào)節(jié)。壓力開關(guān)同時對系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行檢測保證壓力油充滿主油路。若在預(yù)定的監(jiān)控時間內(nèi)達到額定工作壓力則壓力開關(guān)閉合向監(jiān)控儀發(fā)送停機信

9、號油泵停止運轉(zhuǎn)如在監(jiān)控時間內(nèi)未達到額定壓力壓力開關(guān)不能閉合則監(jiān)控儀報警。溢流閥主要起安全閥的作用。2硬件電路設(shè)計智能監(jiān)控儀硬件組成如圖1所示。它以PIC單片機為核心外圍電路包括復(fù)位電路、數(shù)據(jù)存儲器、壓力傳感器、報警?顯示電路以及電機控制電路。PIC單片機接收發(fā)動機點火信號并通過壓力傳感器接收主油路壓力信號根據(jù)數(shù)據(jù)存儲器中設(shè)定的控制數(shù)據(jù)完成控制方案通過報警?顯示電路明示并由電機控制電路控制油泵電機實現(xiàn)定時加脂。圖1智能監(jiān)控儀硬件組成框圖F

10、ig.1Blockdiagramofhardwaresystemofintelligentmonitor完整的電路組成如圖2所示。主控芯片選用美國Microchip公司的PIC16C57單片機很好地實現(xiàn)了輸入?輸出和數(shù)據(jù)處理的功能。采用外接7044復(fù)位芯片構(gòu)成上電復(fù)位電路上電時復(fù)位并防止電壓抖動而產(chǎn)生的多次復(fù)位。數(shù)據(jù)存儲器選用24C01E2PROM芯片用來存儲發(fā)動機的運行時間和系統(tǒng)工作時間以實現(xiàn)定時自動潤滑的功能。發(fā)動機點火開關(guān)點火信號

11、通過光耦U1加到PIC單片機的RC5腳通知單片機累加發(fā)動機的運行時間當達到設(shè)定的加脂間隔時間時由RC6腳輸出信號經(jīng)光耦U2隔離T1放大后使繼電器動作油泵電機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)開始加脂循環(huán)周期主油路中的壓力信號通過壓力傳感器返回單片機的RC4腳當達到設(shè)定壓力時發(fā)出信號使油泵電機停止運轉(zhuǎn)。整個電路結(jié)構(gòu)簡潔功能完備實現(xiàn)了對潤滑系統(tǒng)的可靠控制。981?19942006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHous

12、e.Allrightsreserved.需溢流閥調(diào)節(jié)壓力避免了高壓油經(jīng)溢流閥泄回油箱的弊端。4)監(jiān)控儀和潤滑裝置經(jīng)高低溫試驗(20℃8h80℃8h)和振動試驗(10～50Hz振幅2.5mm50～200Hz振幅0.16mm200～500Hz加速度250m?s掃頻速率:1oct?min上下、左右、前后方向各8h)工作穩(wěn)定正常。自動集中潤滑系統(tǒng)在杭州公交公司和浙江大學(xué)汽車隊的客車底盤進行應(yīng)用性能考核90d運行無故障批量產(chǎn)品在廣州五十鈴GLK6

13、110HI、紹興金龍XMQ6840GE、蘇州金龍KLQ6100G等車輛底盤上運行400d以上工作穩(wěn)定、性能可靠經(jīng)濟效益明顯適合于客車和工程機械車輛底盤推廣。研制的監(jiān)控儀發(fā)揮了微機化智能儀器的特點與底盤潤滑裝置配套使用實現(xiàn)了潤滑過程的全程監(jiān)測而且操作簡單方便消除了人工潤滑的各種弊端有利于降低勞動強度節(jié)約車輛維護費用和時間保證了整車性能的提高。[參考文獻][1]張桂榮.汽車底盤全自動集中加脂潤滑系統(tǒng)[J].汽車技術(shù)1997(11):4850

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18、ingFoodScienceZhejiangUniversityHangzhou310029China)Abstract:Inviewoftheshortcomingsofthecontrolmethodtechnologyforchassiscentralizedlubricationsystemtheprinciplesofautomaticgreasingfaultdetectionbasedonsinglechipmicropr

19、ocessortechniquewerepresentedinthispaper.Thegreasingintervaltimemonitoringtimearesetbyusingthemonitorthepressureinmainlinesisdetectedthepumpoperatingtimeisadjustedbyusingthepressuresensorinordertocarryoutauto2greasingtim

20、ingfaultalarmfunctionforlubricationsystem.ThehardwarecircuitofcontrolsystemtheflowtofmaincontrolprogramforsoftwareweredesignedbyusingPICsinglechipmicroprocessor.Theresultsofperformancetestpracticalapplicationofthesystemi

21、ndicatethatthemonitorhashigherreliabilitystability.Itissignificanttodevelopintelligentmonitorincentralizedlubricationsystemforbuschassis.Keywds:intelligentmonitorvehiclechassiscentralizedlubricationsystemsinglechipmicrop