液压油湿相性能台架评定方法研究

　　0 前言

　　液压油台架评定技术以Denison规格台架为代表,从干相试验发展为干/湿相试验,从连续恒压力加载变为间歇式脉动压力加载,压力、温度等试验条件有较大幅度的提高,试验时间也大大延长。Den-ison HF-0规格评定台架从最初T5D/P46,发展到T6C/P46,最近又发展为T6H20C混合泵台架。为了使油品台架评定与实际应用相关性更好,DenisonT6C020和T6H20C台架试验增加了液压油湿相的抗磨性和过滤性考察。液压油干/湿相台架评定试验已成为Denison规格要求的核心。

　　在液压油品研发过程中需要进行配方油筛选试验,而台架试验与实际使用工况相关性最好,最能反应油品的真实性能,可作为油品研发的试验平台。Denison规格台架大多选用中大排量泵型作为试验泵,使得台架电机功率和试验油量都较大,试验成本较高,不适合进行油品添加剂筛选试验。建立与标准台架相关性好的小泵台架系统进行添加剂或配方的湿相考察和筛选,不仅试验方便,而且大大减少试验油量。如果能在短时间内评价出油品的性能,达到省油、省时的目的,将有助于油品开发,缩短科研周期,节省科研成本。

　　1 泵相似理论及模拟法

　　相似理论在泵的设计和试验中广泛应用。通常所说的进行模型试验就是在相似理论指导下进行的。用模型泵进行试验要比真机试验经济得多。而且,当真机尺寸太大、受高压或高温等情况限制时,进行模型试验是较好的选择。液压油评定标准台架功率较大,这就产生了进行模拟试验研究的必要性。

　　泵相似理论和流体动力相似准则是液压泵模拟试验的理论基础。严格地讲,实型泵和模型泵的流体力学相似,也必须满足几何相似、运动相似和动力相似的条件。但是,只要两泵几何相似、运动相似,那么动力相似也满足。运动相似又称工况相似,只有几何相似才有运动相似,因而,几何相似是前提条件。液压泵模拟试验需要满足的理论条件有:

　　(1)在几何相似基础上,二泵工作压力相同,则它们所受应力也相同,如果二泵的材质相同,那么其应变也相同。

　　(2)如果两个几何相似的泵,只要它们的Q(=Q/qn)和p(=p/Ln)值分别相等,它们彼此则是流体动力相似的。Q、p分别称为无因次压力和无因次流量,是泵流体动力相似的两个判据。式中q为泵的排量,n为泵转速,L为流体动力粘度。

　　(3)同系列几何相似的泵,在流体动力相似的工况下,其容积效率、机械效率和总效率均相同。

　　如果两泵几何相似和流体动力相似,这就有可能采用模拟试验方法,得出实际工况下相似的结果。为了模拟T6C020叶片泵台架试验,选择同系列小排量的T6C006叶片泵作为试验泵,由于两泵同属于T6C系列,结构、材质相同,满足几何相似条件。两台架试验压力、转速、流体温度等工况条件相同时,计算得出无因次压力和无因次流量均相同。因此,可以进行T6C006小泵模拟试验研究。