基于嵌入式系統(tǒng)的汽車制動部件密封性的研究

摘 要：汽車制動效果的好壞汽車制動部件的密封性是主要影響因素之一。文章研究了基于嵌入式系統(tǒng)平臺的汽車制動部件的氣壓密封性測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了高精度的氣壓傳感器和高可靠性的氣壓電磁閥為基本元件作為測試的回路，通過氣壓直壓測試的方法對汽車制動部件進行快速測試。該系統(tǒng)具有便攜、微型、成本低等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：制動；密封性能；嵌入式系統(tǒng)；測試

1 前言

汽車制動系統(tǒng)是車輛安全性的最主要表現(xiàn)之一，隨著汽車技術(shù)的進步和汽車速度的不斷提高以及人們對安全性要求的不斷增強，對汽車制動性能的要求也越來越高[1]。如果汽車在制動過程中某些制動部件如制動主缸、制動分泵等密封不良，就會使汽車制動器總成出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，從而降低制動力，使制動效果降低。嚴重的可能會造成交通事故[2]，造成慘重的人身和財產(chǎn)損失。因此研究汽車制動部件的檢測儀就顯得非常有應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義。目前檢測汽車產(chǎn)品的密封性能的設(shè)備大多采用單片機或是工控機等硬件設(shè)備。該儀器的缺點是成本高（一般需要上萬元）、攜帶不方便。因此研制具有小型化、攜帶方便、成本較低特點的基于嵌入式系統(tǒng)的檢測儀器是當前的研發(fā)重點。

2 嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計

嵌入式系統(tǒng)[3-4]是指嵌入于各種設(shè)備及應(yīng)用產(chǎn)品內(nèi)部、用于執(zhí)行獨立功能的專用計算機系統(tǒng)。在便攜式電子類產(chǎn)品中，觸摸屏的應(yīng)用很廣泛，已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)鍵盤成為嵌入式系統(tǒng)的輸入設(shè)備[5]。因為觸摸屏具有輕便、小巧、方便靈活等優(yōu)點?；贏RM16/32位微處理器具有超低功耗，處理速度快，價格低廉等特點，其市場占有率目前已經(jīng)達到80%，世界上絕大多數(shù)IC制造商都推出了自己的ARM結(jié)構(gòu)芯片[6]。本系統(tǒng)基于ARM架構(gòu)嵌入式芯片SamsungS3C44B0X的觸摸屏按照產(chǎn)品測試的要求進行了軟件界面的設(shè)計。設(shè)計界面如圖1、圖2所示。

圖1 設(shè)計初界面 圖2 參數(shù)設(shè)計界面

3 密封性檢測系統(tǒng)原理

該系統(tǒng)以嵌入式系統(tǒng)為測試控制平臺，測試回路采用高精度的氣壓傳感器和高可靠性的氣壓截止閥作為基本元件，通過氣壓直壓測試的方法對汽車水泵進行快速測試。如果在一定時間內(nèi)測試回路中的氣壓保持不變，則這個水泵的密封性是合格的，如果氣壓下降，則這個水泵的密封性不合格，存在泄漏之處。

該儀器系統(tǒng)由工作臺、裝夾系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理模塊、測試系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。其中測試系統(tǒng)的氣動回路的原理圖如圖3所示。

圖3 氣動回路原理簡圖

在檢測過程中，操作人員根據(jù)嵌入式觸摸屏上的信息給出啟動信號后，控制模塊將根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的程序依次執(zhí)行裝夾、充氣、平衡、檢測、排氣的過程，然后做出合格/不合格的判斷。

（1）裝夾。在整個測試過程中，首先將汽車制動部件放置到夾具上，然后根據(jù)程序夾具會自動進行裝夾。如果裝夾牢固符合要求，顯示進行下步操作，如果裝夾不合格，防止發(fā)生意外，設(shè)備會處于停止工作狀態(tài)，直至裝夾符合要求為止。

（2）充氣。待測物為要檢測的汽車制動部件，標準物為與待測物容積相同的無縫鋼管。電磁閥SV1是常閉的，電磁閥SV2和SV3為常開的。按照觸摸屏上的提示進行系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)整好測試行程后，通過壓縮機向標準容器及測試產(chǎn)品內(nèi)充氣，設(shè)定一定壓力的空氣，當壓力達到設(shè)定值后電磁閥SV1打開，壓縮空氣進入系統(tǒng)，通過常開電磁閥SV2和SV3分別向標準物和待測物內(nèi)充氣。

（3）平衡。根據(jù)設(shè)定的時間和壓力，待測物和標準物充氣完成后，差壓傳感器檢測待測物與標準物內(nèi)壓力差，如果為零并且穩(wěn)壓一定時間后保持恒定不變的時候，電磁閥SV2和SV3就會自動關(guān)閉，切斷氣源停止加壓，進入保壓過程，進而進行下一過程-檢測過程。

（4）檢測。通常在該過程中做出有無小泄漏的判斷，如果有大的泄漏，在上一步平衡過程中會發(fā)現(xiàn)，差壓傳感器會出現(xiàn)迅速的反應(yīng)，所以大的泄漏較容易發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)主要對細微的泄漏進行綜合檢測，確保產(chǎn)品的合格率以及汽車行駛安全性。該過程中實時檢測泄漏引起的差壓變化，并顯示泄漏氣壓、測試時間。在設(shè)定時間內(nèi)，壓力下降量超過設(shè)定的上限時，自動報警，指出該產(chǎn)品為合格品，綠色等亮。如果合格就累積合格的數(shù)量，進行下一個產(chǎn)品的檢測，如果不合格就發(fā)出“滴滴”的報警聲，嵌入式觸摸屏上將有紅色燈閃爍進行提醒，同時系統(tǒng)停止繼續(xù)檢測。如圖4，圖5所示。

圖4 合格界面 圖5 不合格界面

（5）排氣。檢測結(jié)束后，將汽車制動部件和標準物內(nèi)的空氣排放到大氣中。然后準備進行下一產(chǎn)品的密封性檢測。通常生產(chǎn)廠家只有提供這樣的檢測報告，才能保證產(chǎn)品的合格。

4 結(jié)束語

文章提出了一種采用嵌入式系統(tǒng)測試汽車部件密封性的測試系統(tǒng)。實驗表明，該系統(tǒng)可精確測試汽車部件的密封狀況，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的可靠，降低了操作人員的勞動強度和檢測結(jié)果的主觀性，提高了行車的安全性。此外采用嵌入式系統(tǒng)的低成本小型集散測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的思路，對今后系統(tǒng)設(shè)計的集成化、小型化具有積極的借鑒意義。隨著技術(shù)的進步和勞動力的缺乏，在線實時測試、檢測出不密封的部位，同時對合格品進行包裝這樣的流水線設(shè)備是今后的發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1]吳華程，張新政，袁從貴.ARM嵌入式系統(tǒng)的工控機架構(gòu)及其在測控技術(shù)中的應(yīng)用[J].廣東自動化與信息工程，2005（3），35-37.

[2]陳巨濤.ARM+DSP嵌入式仿真平臺的開發(fā)及其在實時仿真中的應(yīng)用[D].上海海事大學(xué)，2004

[3]葉雷.基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計[D].電子科技大學(xué)，2005

[4]崔龍，周啟明，江文瑞.基于ARM的實時測控系統(tǒng)開發(fā)平臺[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2003（1），206-209.

[5]彭華成.基于ARM的多功能測控平臺研究[D].華中科技大學(xué)，2007

[6]羅雪蓮，宋樹祥.基于ARM的嵌入式系統(tǒng)觸摸屏設(shè)計[J].電氣時代，2004（12）.72-74.

作者簡介：朱桂英，女，碩士，講師，研究方向：汽車電子技術(shù)等。