車(chē)輛底盤(pán)集中潤(rùn)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(bào)TransactionsoftheCSAEVol.21No.9Sep.2005車(chē)輛底盤(pán)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)智能監(jiān)控儀的研制盛奎川余有芳項(xiàng)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(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有車(chē)輛底盤(pán)集中潤(rùn)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(jī)技術(shù)的系統(tǒng)自動(dòng)加脂及故障檢測(cè)方法。通過(guò)監(jiān)控儀進(jìn)行加脂間隔時(shí)間和監(jiān)控時(shí)間的設(shè)定通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)檢測(cè)主油路工作壓力并對(duì)油泵的工作時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)

2、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定時(shí)自動(dòng)加脂與故障報(bào)警功能。以PIC單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件電路和軟件流程。性能檢測(cè)與應(yīng)用試驗(yàn)表明該監(jiān)控儀工作可靠性能穩(wěn)定可滿(mǎn)足車(chē)輛底盤(pán)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)智能監(jiān)控的需要。關(guān)鍵詞:智能監(jiān)控儀車(chē)輛底盤(pán)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)單片機(jī)壓力傳感器中圖分類(lèi)號(hào):TP273U463.1S219.032文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):100226819(2005)0920189203盛奎川余有芳項(xiàng)士英.車(chē)輛底盤(pán)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)智能監(jiān)控儀的研制[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)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(xiàng)目:浙江省科技廳資助項(xiàng)目(2003C31051)作者簡(jiǎn)介:盛奎川(1963)男浙江紹興人博士副教授主要研究方向?yàn)樯锵到y(tǒng)機(jī)電工程、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)生物能源工程。杭州市凱旋路268號(hào)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(chē)、卡車(chē)、聯(lián)合收獲機(jī)和工程機(jī)械底盤(pán)需加脂潤(rùn)滑的節(jié)點(diǎn)一般為30～40個(gè)工作環(huán)境差運(yùn)動(dòng)副潤(rùn)滑不良易出現(xiàn)早期磨損縮短底

5、盤(pán)壽命。國(guó)內(nèi)普遍采用人工加脂的方式進(jìn)行潤(rùn)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(rùn)滑點(diǎn)上的注油口容易被泥沙堵塞注油時(shí)極易將泥沙帶入油道從而加速運(yùn)動(dòng)件的磨損也有可能出現(xiàn)潤(rùn)滑點(diǎn)遺漏注油等情況[13]。20世紀(jì)80年代以來(lái)國(guó)外汽車(chē)機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展集中潤(rùn)滑技術(shù)被引入到汽車(chē)領(lǐng)域改變了底盤(pán)人工潤(rùn)滑的各種弊端。集中潤(rùn)滑系統(tǒng)通過(guò)配置相應(yīng)的控制器或監(jiān)控儀可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定時(shí)潤(rùn)滑不僅能提高潤(rùn)滑維護(hù)的效率和效果而且節(jié)約維護(hù)成本延長(zhǎng)底盤(pán)壽命[47]。近年

6、來(lái)國(guó)內(nèi)一些廠家仿制了底盤(pán)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)但存在故障率高和技術(shù)含量低等問(wèn)題影響了潤(rùn)滑系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。集中潤(rùn)滑系統(tǒng)一般是通過(guò)控制器設(shè)定間隔時(shí)間和工作時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定時(shí)加脂功能并通過(guò)溢流閥調(diào)節(jié)主油管壓力[12]。其存在的問(wèn)題是電機(jī)工作時(shí)間無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)際工作時(shí)間長(zhǎng)、耗電量大系統(tǒng)工作壓力較大溢流閥析出的高壓油攪動(dòng)油箱中的油脂使油脂中充入的氣泡長(zhǎng)時(shí)間不能自行消除。此外有些潤(rùn)滑系統(tǒng)因不裝壓力傳感器(或壓力開(kāi)關(guān))而缺乏故障檢測(cè)功能。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足本

7、文提出了基于單片機(jī)技術(shù)的系統(tǒng)自動(dòng)加脂及故障檢測(cè)方法研制的監(jiān)控儀應(yīng)用于車(chē)輛底盤(pán)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)中取得了滿(mǎn)意的效果。1集中潤(rùn)滑系統(tǒng)控制原理車(chē)輛底盤(pán)自動(dòng)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)主要由電動(dòng)泵、配油器、壓力開(kāi)關(guān)、電子監(jiān)控儀和管路元件等組成其中電動(dòng)泵由直流電機(jī)、齒輪泵、溢流閥和自控平衡式卸荷閥等組成。集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理參見(jiàn)文獻(xiàn)[3]。以PIC單片機(jī)為核心的控制單元是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)集中潤(rùn)滑過(guò)程的關(guān)鍵部分負(fù)責(zé)時(shí)序控制、數(shù)據(jù)采集及處理等工作。潤(rùn)滑間隔時(shí)間和監(jiān)控時(shí)

8、間通過(guò)監(jiān)控儀設(shè)定。所有潤(rùn)滑點(diǎn)均采用相同的間隔時(shí)間各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)在相同的間隔時(shí)間下存在不同的加脂量。通過(guò)配油器對(duì)油脂精確定量(0.10.20.4cm3等)并將其自動(dòng)送至各潤(rùn)滑點(diǎn)以滿(mǎn)足不同的潤(rùn)滑要求。油泵工作時(shí)間取決于泵的性能規(guī)格和配油器的總儲(chǔ)油量的大小并通過(guò)安裝在距離電動(dòng)泵最遠(yuǎn)的配油器主油路末端的壓力開(kāi)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。壓力開(kāi)關(guān)同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)保證壓力油充滿(mǎn)主油路。若在預(yù)定的監(jiān)控時(shí)間內(nèi)達(dá)到額定工作壓力則壓力開(kāi)關(guān)閉合向監(jiān)控儀發(fā)送停機(jī)信

9、號(hào)油泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)如在監(jiān)控時(shí)間內(nèi)未達(dá)到額定壓力壓力開(kāi)關(guān)不能閉合則監(jiān)控儀報(bào)警。溢流閥主要起安全閥的作用。2硬件電路設(shè)計(jì)智能監(jiān)控儀硬件組成如圖1所示。它以PIC單片機(jī)為核心外圍電路包括復(fù)位電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、壓力傳感器、報(bào)警?顯示電路以及電機(jī)控制電路。PIC單片機(jī)接收發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火信號(hào)并通過(guò)壓力傳感器接收主油路壓力信號(hào)根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中設(shè)定的控制數(shù)據(jù)完成控制方案通過(guò)報(bào)警?顯示電路明示并由電機(jī)控制電路控制油泵電機(jī)實(shí)現(xiàn)定時(shí)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(guó)Microchip公司的PIC16C57單片機(jī)很好地實(shí)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(shí)復(fù)位并防止電壓抖動(dòng)而產(chǎn)生的多次復(fù)位。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器選用24C01E2PROM芯片用來(lái)存儲(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和系統(tǒng)工作時(shí)間以實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)潤(rùn)滑的功能。發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)點(diǎn)火信號(hào)

11、通過(guò)光耦U1加到PIC單片機(jī)的RC5腳通知單片機(jī)累加發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間當(dāng)達(dá)到設(shè)定的加脂間隔時(shí)間時(shí)由RC6腳輸出信號(hào)經(jīng)光耦U2隔離T1放大后使繼電器動(dòng)作油泵電機(jī)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)開(kāi)始加脂循環(huán)周期主油路中的壓力信號(hào)通過(guò)壓力傳感器返回單片機(jī)的RC4腳當(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)發(fā)出信號(hào)使油泵電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。整個(gè)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔功能完備實(shí)現(xiàn)了對(duì)潤(rùn)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(rùn)滑裝置經(jīng)高低溫試驗(yàn)(20℃8h80℃8h)和振動(dòng)試驗(yàn)(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(dòng)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)在杭州公交公司和浙江大學(xué)汽車(chē)隊(duì)的客車(chē)底盤(pán)進(jìn)行應(yīng)用性能考核90d運(yùn)行無(wú)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(chē)輛底盤(pán)上運(yùn)行400d以上工作穩(wěn)定、性能可靠經(jīng)濟(jì)效益明顯適合于客車(chē)和工程機(jī)械車(chē)輛底盤(pán)推廣。研制的監(jiān)控儀發(fā)揮了微機(jī)化智能儀器的特點(diǎn)與底盤(pán)潤(rùn)滑裝置配套使用實(shí)現(xiàn)了潤(rùn)滑過(guò)程的全程監(jiān)測(cè)而且操作簡(jiǎn)單方便消除了人工潤(rùn)滑的各種弊端有利于降低勞動(dòng)強(qiáng)度節(jié)約車(chē)輛維護(hù)費(fèi)用和時(shí)間保證了整車(chē)性能的提高。[參考文獻(xiàn)][1]張桂榮.汽車(chē)底盤(pán)全自動(dòng)集中加脂潤(rùn)滑系統(tǒng)[J].汽車(chē)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