工程机械刮水器试验台研制

工程机械驾驶室前方挡风玻璃均装有电动刮水器，为了对其质量和使用性能进行有效控制，我们研制了1套能够模拟刮水器实际工作的试验平台。

1.性能与特点

(1) 适用范围广

该试验台适用范围广，能完成QC/T 44-1997标准 《汽车风窗玻璃电动刮水器技术条件》中规定的刮刷频率、刮刷效果及耐久性等性能试验，其喷头位置、喷淋水量均可调节，对被试电动刮水器大小规格无限制。

(2)试验效率高

为更准确考核刮水器的平均使用寿命，避免单台试验的偶然性，该装置可同时进行4台刮水器试验，试验效率提高3倍。

(3)节水

试验台喷淋用水为循环水，可节约水资源。

(4)自动化程度高

试验台由计算机控制，能自动完成工作循环次数的采集、记忆和显示，当达到设定试验次数后自动停机。喷水量＞5 L/min，出水口压力＞0.2 MPa，每刮刷5×104个循环后能快慢速自动切换。

(5)具有故障诊断及报警功能

系统设置各种软件保护措施，试验运行期间，如果刮刷循环计数感应开关10 s无信号变化，说明刮水器不能正常工作，系统将报警。

为避免电动刮水器无水刮刷，水泵出水量必须达到一定要求。当水压传感器感知水泵压力小于规定值时，系统将报警。报警后如不及时处理，2 min后系统将自动停机。

2 结构与工作原理

2台刮水器同时试验时，刮水器试验台结构及工作原理如图1所示，其结构主要由水路系统和计算机控制系统组成。

(1)水路系统

试验台水路系统由水箱、淋水喷头、流量调节阀、压力调节阀、水泵及管路等组成。其工作原理如下：水泵从水箱中吸水，水泵出口的流量和压力由调节阀调节，压力表显示水压大小；淋水喷头喷出的水喷到驾驶室前挡风玻璃上后，经雨刷刮净后回流至水箱，周而复始，实现试验淋水系统自动循环。

(2)计算机控制系统

该试验台计算机控制系统框图如图2所示，其结构主要由控制器、计数传感器、电动刮水器、数码显示器、水压传感器、水泵电动机等组成。

计算机控制系统的控制器采用AT89C2051型芯片，八位七段数码管的驱动和刷新采用MAX7219型芯片，使用24C32 EEPROM型芯片进行数据存储，MAX1232型芯片则负责单片机的复位和实现“看门狗”功能。

控制器的输入有水泵出水压力信号、霍尔传感器计数信号。控制器的输出有水泵驱动信号、刮水电动机驱动信号及报警显示单元信号。刮水器刮刷摆刮时，霍尔传感器便能感应到刮刷的接近与分离。每一次的接近与分离传感器就产生1个脉冲信号。这个信号送到控制器就累加1次，达到设定试验次数后，试验自动停止。

试验过程中，为防止因无水喷淋而造成刮水电动机过载损毁，在调压阀的后侧装有1个水泵出水压力传感器测量水压。传感器采集到的水压信号输入计算机控制系统，当水压连续15 s低于0.2 MPa时，控制系统将发出报警并切断刮水器电源，试验即停止。

控制器控制电动刮水器的启动和停止，并且能自动切换刮水电动机刮刷速度。其控制系统能够清晰显示当前试验次数，因故停机后能够存储数据，在下次开机试验时可自动实现累加计数。试验完成后，该控制系统自动停机，在下次试验时需先将计数器清零。

3.使用效果

该试验台结构简单、节水，自动化程度和使用效率高，且具有多种保护功能。同时运行平稳，未出现计数错误或数据丢失现象。经实践检验，完全满足试验要求，取得了令人满意的效果。