汽车用空气干燥器测试方法与设备的优化改进
1空气干燥器的应用现状及工作原理
1.1应用现状
汽车用空气干燥器主要应用于商用车的气压制动管路中，利用分子筛的物理吸附效应，去除来自空压机压缩气体中的水分、油、灰尘等杂质，保证进入储气筒中的空气干燥、干净，有效防止制动系统中各零件因生锈或冻结造成的制动系统失效，从而达到保护气制动组件，提高汽车安全可靠性，延长制动系统寿命的目的。
汽车空气干燥器在欧美等国已普遍使用，我国随着汽车技术的发展和汽车法规、汽车强制性法规的不断完善，也已逐步普及应用了干燥器。在以前没有使用空气干燥器的车辆上，由于来自空气压缩机的压缩空气中含有水分，它冷却后容易引起制动系零部件锈蚀，使润滑膜失效，在温度较低时，还有管路被冻住的危险，甚至造成制动失灵，严重影响车辆的运行安全性及可靠性。使用空气干燥器之后，可顺利解决上述问题，且不需要再安装冷凝器、湿储气筒、防冻泵等气动元件。
1.2工作原理
空气干燥器有不同的结构形式，下面就以与压力调节阀组合成一体的空气干燥器为例介绍其工作原理，如图1所示。
来自空气压缩机的压缩空气经1口进入A腔，通过干燥滤网I、环形通路K到达干燥器的上部，气流经干燥剂a时，水分被干燥剂a吸附并滞留其表面上，干燥气流经过通道C后、一部分经22口流到再生贮气筒。一部分单向阀流到21口，同时部分压缩空气从斜孔进入D腔，作用在膜片总成g上，当系统气压超过弹簧预紧压力时，g带动阀门n向右移动，打开阀门n，压缩空气进入B腔，推动活塞d往下移动，打开排气阀门e，空压机卸荷。
在空压机卸荷的同时，再生贮气筒内的压缩空气经过通道C、干燥剂a、环形通路K、干燥滤网I、通路E、排气阀门e从排气口排出，从而将干燥剂a吸附的水分通过反吹气流排出。
当21口的压力下降了60～130kPa时，由于D腔压力下降，膜片总成g左移，阀门n关闭，B腔压缩空气从小孔排出，在弹簧的作用下，活塞d上移将排气阀门e关闭，空压机恢复向系统供气，整个干燥过程重新开始。加热器m可防止阀门e等元件被冻住，从而能避免工作故障发生。
2目前空气干燥器的检测项目、装置及其缺点
2.1目前的检测项目与目对应的检测装置
空气干燥器的检测项目有密封性（包括常温、高温、低温等）、切断压力、压力降、流量、加热器或温控器的工作特性、干燥效率、耐久性等，如图2所示。
图2所示实验装置能进行的检测项目有密封性、切断压力和压力降实验，另外加热器和温度控制器工作特性检测在图2装置的基础上需要将试件放入高低温试验箱，高温密封性和低温密封性也需要将试件放入高低温试验箱储存24h后取出进行。
图3所示实验装置能进行的检测项目有流量检测。常温耐久性实验则需要在如图4所示的实验装置上进行。
图5所示为检测干燥器干燥能力与干燥效率的装置。
由此可知，空气干燥器检测项目众多，由于没有综合性的检测设备，所需的检测设备也较多，费时费力，检测效率可想而知。
2.2 目前检测设备的缺点分析
上述检测设备和方法没有规定输入干燥器的压缩空气温度的温度、湿度、流量等参数，下面分别分析这三个参数对空气干燥器检测结果的影响。
首先，输入干燥器的压缩空气的温度不应超过65℃，这是因为如果空压机输出的压缩空气温度过高会对干燥器的干燥效率产生很大的影响，因此在实验检测的过程中，就需通过一温度控制箱调节空气的温度，使得空气在干燥器输入口的温度保持在65℃以下的一个定值。
其次，应规定进气口的相对湿度在60%以上进行测量才比较合理。
由上述公式可以得出，空气的相对湿度与温度有关，其值在一年四季中是有很大差别，如在天晴比较干燥的季节里，大气的相对湿度较低，空气干燥器进气口的相对湿度接近于30%，春天阴雨天气的相对湿度则在60%以上。如果不规定此参数，则由于干燥器进气口所输入的空气湿度取决于当时大气的相对湿度，但是评价其干燥效率一般是以输出口的相对湿度在30%以下为合格，如果在干燥的天气情况下检测，其检测出的数据就不是很可靠。
第三，必须规定其空气流量值。因为空气流量在检测空气干燥器干燥效率时也是一个很重要的参数，以前在测量干燥效率时没有规定空气的流量值，而是规定空气溢流的时间，空气流量值在同一溢流时间内还受压力、温度等的影响，因此仅仅规定溢流时间是不科学的。
3 空气干燥器检测方法与设备优化改回
鉴于上述情况，笔者在原有检测设备的基础上对其优化组合，增加了温度传感器、湿度传感器、压力传感器和流量传感器和控制器ECU，在设定参数范围后，自动控制并使参数稳定在设定区域范围内，以期达到规范检测参数，提高检测效率的目的，具体如图6所示。
湿度控制箱设置于压缩机入口段，其功能为保证气路中空气温湿度的恒定性，避免因外界环境的改变引起试验数据的差异。同时也可对温湿度进行控制，模拟具体环境下空气干燥器的工作情况。湿度控制箱包括风机、制冷器、制热器、加湿器、蒸发器、传感器。空压机工作时，湿度控制箱将处于负压状态，在相同体积流量情况下，负压状态相对于大气压状态所提供的质量流量小，因此内置吹风机于湿度控制箱，工作时提供额定的流量；制冷器、制热器、加湿器、蒸发器将根据湿度控制箱内传感器反馈调节，对气源温湿度进行恒定控制。
气源制备管路布置于温湿度控制箱之后，包括空压机、油水分离器、湿储气桶、传感器。空压机制备压缩空气，输出额定压力的压缩空气；油水分离器过滤因空气压缩所形成的水分，以及空压机串气所带出的机油，清洁气源，保证气路清洁；因空压机产生脉冲气压，会引起后续管路振荡，因此布置储气桶于空压机，油水分离器之后，缓冲气压；并于储气桶后再连接油水分离器，进一步清洁气源，从而保证试验准确性；在气源制备管路末端布置温度、湿度、压力、流量传感器，检测干燥器入口处的各试验参数。
温度控制箱布置于气源制备管路之后，为试验主体设备，模拟环境，并进行除湿能力试验、干燥器压力变化试验、干燥器温度变化试验、干燥器流量变化试验、气密性试验、疲劳耐久试验、疲劳对比试验。主要包括干燥器、反吹储气筒、传感器、温度控制箱。压缩空气由空气干燥器11口进入，压缩空气中残存的水分被吸附于干燥剂表面，压缩空气经干燥后由21口排出，并进入储气筒，成为汽车气压制动管路中的供能气源及控制气源。当储气筒内压力达到设定压力时，反吹口12内阀门开启，储气筒内压缩空气进入干燥器，将吸附于干燥剂上的水分经排气口3吹出；同时，储气筒后电磁阀门开启，储气筒内气压排入大气；在空气干燥器出口处布置温度、湿度、压力、流量传感器，检测干燥器出口处的各试验参数；在空气干燥器反吹口处布置温度、压力、流量传感器（此处空气为干燥空气，故不用安装湿度传感器），检测干燥器反吹口处的各试验参数。
4结束语
通过对原有检测设备的研究与探讨，笔者提出了在统一规范温度，湿度，流量等参数的情况下，对原有几个检测设备进行优化组合，提高了空气干燥器的检测规范性和检测结果的科学性和可对比性，并简化了更换实验设备的操作，对大批量生产时检测效率的提高大有帮助。
