工程机械液压系统性能试验台中的液压泵动态性能试验研究

　　液压泵是液压系统中将机械能转换为液压能的能量转换元件[1],它由原动机驱动,把输入的机械能转换成液压能,再以压力和流量的形式输送到系统中[2]。液压泵作为液压系统的动力源(或动力元件),是整个液压系统的心脏,它的性能好坏对整个液压系统有重要的影响,并将直接影响到系统的稳定性[3]。随着液压技术和计算机控制技术的进一步发展,船舶工程与各类机械工程对高性能、高品质液压泵的需求量越来越大[4]。因此,对液压泵进行性能测试研究有重要的实际意义。

　　液压泵性能试验有静态和动态之分。从液压泵静、动态性能试验的涵义,试验目的,试验项目,试验结果,应用场合以及液压泵实际工作情况等6个方面比较,可知液压泵动态性能研究更具有研究价值与意义。

　　1 工程机械液压系统试验台简介

　　厦工液压系统性能试验台是一个用于工程机械液压系统的开发研究试验的综合液压测试系统,它由试验系统油源、供油加载测量装置、试验台架系统、操纵台以及试验通用管路5大部分组成。

　　作者以该系统的转向回路作为具体研究对象进行液压泵动态性能试验,该系统主要由计算机软硬件测试系统和液压泵性能测试系统组成。计算机测试系统由采集板卡以及LabVIEW等组成,完成试验状态控制、数据采集、处理、输出等功能;液压泵性能测试系统采用变频器驱动异步电动机拖动被试泵,控制被试泵的转速;用数字扭矩仪来观测输入转速、转矩值,用比例溢流阀控制被试泵出口加载,并且配备优先卸荷阀,各类压力、流量、温度等传感器。

　　2 液压泵动态性能试验研究

　　液压泵的型式主要有3种:齿轮泵、叶片泵以及柱塞泵。泵的型式不同,试验内容也各不相同。如行业标准中的JB/T7039-93至JB/T7044-93叙述了液压叶片泵、齿轮泵以及轴向柱塞泵的技术条件、试验方法[5]。即使是同一类型、不同额定压力的液压泵的测试方法也不完全相同。文中的被试泵为生产实践中常用的CBGj2型齿轮泵(额定压力为20MPa),它具有价格低、体积小、污染敏感度小及允许转速最高等优点。试验时严格参照液压齿轮泵试验的国家标准,进行的液压泵动态性能试验内容有:

　　(1)空载动态性能试验

　　使液压泵空载,测量变频电机的转速从500 r/min升到2 000 r/min的情况下液压泵的压力、流量、扭矩、转速随时间变化的数据,并得到液压泵各性能参数的动态变化曲线图,从中分析系统环境对液压泵动态性能的影响因素及液压泵性能的动态变化对液压系统的影响。

　　(2)加载动态性能试验

　　使液压泵加载,在加载电压为2、3、4、5 V时,分别测量变频电机的转速从500 r/min到2 000 r/min的情况下液压泵的压力、流量、扭矩、转速随时间变化的关系,并得到液压泵各性能参数的动态变化曲线图,从中分析出系统环境对液压泵动态性能的影响因素以及液压泵性能的动态变化对液压系统的影响。