液压泵性能测试实验台设计

　　液压泵作为液压系统的动力元件，将原动机输入的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供压力油。液压泵工作可靠，在液压系统中得到了广泛应用，其性能品质直接影响到设备中液压系统的工作可靠性，在液压传动中占有极其重要的地位。液压泵计算机辅助测试 ( Computer Aided Test) ，简称液压泵CAT，所涉及的范围包括液压、自动控制、微型计算机、测试技术、数字信号处理、可靠性等学科，是利用计算机建立一套数据采集和数字控制系统，与实验台连接起来，由计算机对各试验参数，如压力、流量、温度、转速、转矩等进行数据采集、量化和处理并输出测试结果。在测试过程中，计算机可以根据数字反馈或人工输入要求，对测试过程进行控制。利用计算机辅助装置对液压泵性能进行智能测控是当今液压技术领域发展的前景。作者设计了一种液压泵性能测试实验台，得到了液压泵的容积效率、机械效率、总效率和功率特性，并进行了数据测试及分析。

　　1 液压泵性能测试实验台的组成及工作原理

　　1. 1 液压系统组成

　　液压系统回路是液压能传递的通道，液压能经这条通道传递到各个执行元件，对液压泵性能测试有着一定的影响，如能耗、压降、压力波动、振动和噪声等。同时液压系统回路也是确定其功能的最基本保证。此次设计的实验台主要由动力驱动系统、液压控制系统、过滤温控循环系统、漏油回收系统、电气控制系统、计算机控制与测试系统等组成，实现被测试泵的动力驱动、供油、液压加载、油液回收及电气控制、试验参数控制与测试等功能，如图1 示。

　　1. 2 工作原理

　　1. 2. 1 液压泵的空载性能测试

　　液压泵的空载性能测试主要是测试泵的空载排量。液压泵的排量是指在不考虑泄漏情况下，泵轴每转排出油液的体积。理论上，排量应按泵密封工作腔容积的几何尺寸精确计算; 工业上，以空载排量取而代之。空载排量是指泵在空载压力 ( 不超过5% 额定压力或0. 5 MPa 的输出压力) 下泵轴每转排出油液的体积。测试时，启动待测液压泵5，待稳定运转后，将节流阀J₁、J₂ 全关，溢流阀7 调至高于泵的额定工作压力，压力传感器8 显示数值满足空载压力要求，液压泵的空载排量V₀可由式( 1) 计算^[1]。

式中: q 为液压泵工作流量，L/min; n 为液压泵主动轮轴转速，r/min。

　　1. 2. 2 液压泵的流量特性和功率特性测试

　　液压泵的流量特性是指泵的实际流量q 随出口工作压力p 变化而变化的性能。液压泵的功率特性是指泵轴输入功率随出口工作压力p 变化而变化的性能。测试时，将溢流阀7 调至高于泵的额定工作压力，用节流阀J₂ 给待测液压泵5 由低至高逐点加载，记录各点泵出口压力p、泵流量q ( L/min) 、电机功率P ( k_W) 和泵轴转速n ( r / min) ，利用测试数据绘制泵的效率特性曲线和功率特性曲线。