基于虚拟仪器的径向柱塞液压泵测试系统

　　0　引言

　　液压泵的高压化、高速化的趋势是电传动技术飞速发展对液压传动提出的新要求,也是工业固定液压传动向车辆液压传动发展的必然结果。液压泵作为液压系统的关键元件,其性能直接影响了整个液压系统的工作可靠性[1]。对新型径向柱塞液压泵的理论研究必须通过试验来验证,对试制样机做全面的考核验,取得详细的性能数据,通过对试验结果的分析,了解泵的工作性能,再进一步做出改进。然而早期泵试验台的测试系统[2]大都由分立的模拟仪表组成,其功能单一,实时性、准确性、可控性较差,测试精度低,不能对新型液压泵进行测试。由于高精度液压附件的使用以及精确测量与控制的需要,测试设备已向应用计算机技术的设计方向发展。具有测试精度高、测试速度快、测试的重复性和可靠性高及适宜在线动态测试等特点。因此我们按照液压泵的试验要求,建立了一套基于虚拟仪器技术的测试系统,主要用于泵的性能测试,用来测定泵在试验过程中的压力、扭矩、转速、流速等参数的值及变化、泵的特性曲线等。主要由液压装置、测试硬件、测试软件3部分组成[3]。具有实时控制、工况转换、信号采集、显示和分析等功能。

　　1　液压装置

　　实验装置主要由电机、变频器、变量泵、马达、磁粉制动器、油箱、溢流阀等组成,如图1所示。电动机通过联轴器驱动变量泵的转动,电动机的转速通过变频器来调节。变量泵输出的高压油通过耐压油管输送给马达,驱动马达的转动。为了能够准确的控制加载,采用磁粉制动器来模拟车辆前进阻力矩,以测试由变量泵和马达所组成的液压系统的工作性能情况。在变量泵吸油口和排油口各装一只溅射薄膜压力变送器,测量不同工作负载下,测量泵的出入口油液压力。在液压马达和磁粉制动器之间装了TQ-660扭矩传感器,用以准确测量出磁粉制动器产生阻力矩的大小。

　　2　测试系统

　　传统的测试系统一般都由信号的采集部分、信号的分析处理部分、测试结果的输出部分构成。然而虚拟仪器特别是基于PC-DAQ、VXI和PXI总线的虚拟仪器,一般需要配置专门的SCXI(信号调理机箱)。对基于VXI和PXI总线的虚拟仪器系统,在信噪比允许的情况下,则可依据具体的传感器来选择适当的VXI或PXI调理模块,直接插入VXI或PXI机箱形成VXI或PXI测试系统[4]。根据试验所用传感器,本测试系统选用PXI调理模块。

　　2.1　测试系统硬件功能模块

　　系统总体体系结构必须在满足要求的前提下具有一定的先进性、通用性和可扩展性,我们采用DAQ技术[5],完成现场各种传感器数据的采集、各执行机构的控制,试验任务间的切换等功能。硬件结构如图2所示。