功率回收型挖掘机液压泵及马达测试技术开发

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随着工业生产和科学技术的迅速发展，液压传动和控制装置的应用领域不断扩大，对液压元件、组件和系统的品种及性能所提出的要求也越来越高，因此，对原有产品进行分析和改进以及开展液压传动及控制领域的基础研究、设计和研制合乎要求的产品，以满足各种用途的需要 ，自然就成为液压科技人员的重要任务 il。在从事上面所叙述的工作中，液压测试是-项必要而且重要的工作。

1测试系统技术方案设计液压试验的主要作用是检验被测试元件或者系统在国家测试标准规定输入下的输出特性是否满足国家测试标准规定。本系统是为全面了解变量柱塞泵 、马达静态特性、工作性能而设计的试验系统 ，其属于出厂试验，根据液压泵、马达试验的国家标准，测试要求和工程要求，本文确定的被试液压泵、马达性能测试系统方案总框图如图1所示。

图1 液压变量柱塞泵、马达性能测试系统方案总框图液压泵、马达性能测试系统主要由两大部分组成 ：液压试验系统和测控系统。液压试验系统的动力源，是由变频器和变频电动机构成，可以收稿日期：2012-10-19E 二]二 与开发实现变频器变频调速；测试系统的测试回路采用开、闭式 回路共存的形式 ，可以根据不 同的需求，运用阀动作 、联管的变化进行切换。加载回路是通过插装式比例溢流阀来实现。测控系统是由上位机和PLC两部分构成。

2功率回收式测试系统液压系统的原理与组成功率回收式试验系统如图2所示。它包括被试液压马达2(或加载液压马达)和加载液压泵3 f或被试液压泵)，二者同轴相联，转速相同。变量泵1与被试液压马达2并联，使被试液压马达2的进口和加载液压泵3的出口建立起试验压力 。在测试过程中，随着溢流阀4的调定 ，试验系统的工作压力P (即液压马达进油压力)将随之升高。被试液压马达2(或加载液压马达)输出转矩反馈带动加载液压泵3(或被试液压泵)。而加载液压泵3(或被试液压泵)又通过输出压力油反馈给被试液压马达2(或加载液压马达)，使它转动，直至系统压力 达到设定值，运行才进入稳定状态。显然，这是-个液压泵和液压马达互为负载和相互反馈的闭合回路。这种系统特别适用于大功率液压马达及液压泵的性能试验和做成对试验51.变量泵 2.被试液压马达 3.加载液压泵 4.溢流阀 5.电机图2 功率回收式液压测试系统液压系统3测试系统液压系统建模及仿真在分析了在液压马达测试过程中，被试液压马达和加载液压泵，二者同轴相联，转速相同，可以通过液压系统管路的切换实现液压能的回收。加载泵的高压出口可以直接与调压拈相联，也可以切换到主泵的高压口为整个测试系统提供液压能。显然，这是-个液压泵和液压马达互为负载和相互反馈的闭合回路。这种系统特别适用于大功率液压马达及液压泵的性能试验和做成对试验。滤除次要因素，简化液压系统为仅由主泵 、补油泵 、换向拈和加载拈组成的回路，简化后的测试系统液压原理如图3所示。

1.9.电机 2.主液压泵 3.三位四通换向阀 4.被试马达 5.加载泵6.二位四通换向阀 7，11.比例溢流阀 8.单向阀 1O.补油泵图3 简化后的液压原理图基于简化后的液压系统原理图3，在AMESim建模环境下 ，使用标准的Hydraulic library(液压库)里的标准液压元件 、控制信号库里的信号元件和利用液压元件设计 (HCD)库建立的三位四通、二位四通电磁换向阀建立液压系统模型如图4所示。

液压测试系统系统简化模型如图4所示 ，当被测试马达安装完毕后 ，便可以进行调试了。功率回收与否的切换换向阀2不得电，处于常位 ，默认为不进行功率回收模式；马达旋转换向阀1根据测试的需要，选定-个方向得电，确定被试马达的旋转方向；启动主电机带动主泵 1-起转动，适当调节主溢流阀 1，被试马达便会在高压图4 液压马达测试系统的AMESim仿真模型F· ---T-T-----F- --- /誊 黪 / 56/i 誊 . ：j ：t. i ：；1.。........ ： ： .：.： ：j：. .。J王起新 等：功率回收型挖掘机液压泵-马达测试技术开发 研究与开液压油的驱动下旋转起来。适当调节主电机的转速 ，主泵 1的排量 、马达加载溢流阀 2的电流值 ，可以完成按照 GB (国标 )规定的测试转速、压力进行液压马达试验。

4功率回收模式切换的仿真根据参数设定 ，在测试马达过程中，可以通过给定功率回收与否的切换换向阀2电信号，完成马达测试模式的切换。整个马达测试过程设定时间为120 s，前40 s给功率回收与否的切换换向阀2负信号，右位接通，由马达加载溢流阀2对被试验马达进行加载；后 80 s给功率回收与否的切换换向阀2正信号，左位接通 ，由马主溢流阀 1对被试验马达进行加载。

在功率回收与否的切换换向阀2获得不同的电信号，整个测试系统将在功率回收与非功率回收模式下切换。在模式切换 前 后 ，被测 试 马 达 、加载泵 、主泵输 出特性都有了不同程度的改变，如图5 7所示。补油泵 的输出特性不随测试模式的改变而变化 ，其输 出特性如图 8示。

由上述图可以看出，在功率回收与否的切换换向阀2获得不同的电信号，整个测试系统将在功率回收与非功率回收模式下切换。在模式切换前，即实时测试时间为 30 s时刻 ；模式切换后 ，即实时测试 时间为 110 S时刻。

X103： ： ：1.-：：嚣嚣 ：lU ·-I目. ：锚 笤嚣各. 4 2r 5/ 3I 、、图5 功率回收模式切换过程中，被试马达输出特性曲线I ·日- - 2 - - l：a-m，i.- ： 。

：岩拳嚣3 Time/s图6 功率回收模式切换过程中，主泵输出特性曲线I- ·- ： ，ql-t 3 h· 晡 嚣吕 怒- o-I l-d 、 ～ 掌g ：搿 l I，/图7 功率回收模式切换过程中，加载泵输出特性曲线作为能量转换的元件之- ，被测试马达的输出压力、流量都有了明显的增加；而动力提供部分的主泵 、补油泵的输出特性基本上没有很大的改变。这样就很容易定性地分析，测试过程中的液压能被回收了。

5结论液压泵和液压马达的功率回收式试验方法较非功率回收式试验方法相比，明显具有节能、装机容量型冷却系统配置低的优点，特别适用于大功率的液压马达及液压泵性能试验。本文给出 ×l03/ I l：：：：： II-- · - 1器 ：-13 2 图8 功率回收模式切换过程中，补油泵输出特性曲线这种试验系统的试验压力和功率回收，经过实际工程项目验证，此试验方法可行。 液压维修。