高温液压综合测试装置的设计与研究

　　1　引言

　　在测井设备中,液压系统的使用越来越广泛,测井设备由于其特殊的使用环境,要求液压系统必须能够在40℃~180℃的高温环境下可靠工作。液压元器件在高温环境下的工作性能直接决定了测井设备液压系统的稳定性与可靠性。

　　为了检测液压器件在高温环境下的性能状况,专门研制了高温液压综合测试装置,该测试装置通过重组能够检测液压泵、液压马达、电磁换向阀、溢流阀、压力阀、压力传感器等关键液压元器件的高温性能。

　　2　测试原理

　　高温液压综合测试装置主要检测的元器件包括:液压泵、液压马达、换向阀、溢流阀、压力传感器等关键液压部件。由于高温液压元器件的价格较高,为了降低测试系统的成本,采用了模块化可重组设计思路,系统中一些关键器件可以重复使用。其测试原理如图1所示:

　　在测试液压泵性能时,使快速接头7、9相连,由高温直流无刷电机带动被测泵3工作,安全阀8用来设定液压泵的最高允许工作压力,通过调节溢流阀10可以改变液压泵3的出口压力(p),通过流量计11可以检测出液压泵的输出流量(Q),通过改变直流无刷电机的输入电压,可以改变电机的转速(n),并且通过直流无刷电机霍尔元件的反馈信号,可以精确的检测出电机的转速,通过检测直流无刷电机的电压(U)与电流(I),可以计算出直流无刷电机的输出功率(P),即液压泵的输入功率。

　　由以上参数,可以计算出液压泵的主要性能参数如下:

　　液压泵的总效率:

　　其中:p为泵的出口压力;Q为泵的流量;U为直流无刷电机输入电压;I为直流无刷电机输入电流;η1为电机的效率。液压泵的容积效率为:

　　其中:Q为液压泵实际输出的流量; n为液压泵的转速,也就是直流无刷电机的转速;V为液压泵的理论排量。

　　通过改变液压油的温度、电机的转速、液压泵的出口压力,可以检测出液压泵的总效率、容积效率等主要性能参数,可以得到液压泵主要性能指标随温度、压力、转速的变化情况,进而可以了解液压泵在高温环境下的工作性能。

　　在测试液压马达的性能时,使快速接头7、16对接,快速接头13、14对接,此时直流无刷电机带动液压泵3提供高压油,驱动液压马达旋转,通过测功机19可以调节施加到液压马达输出轴上的负载;扭矩传感器器18、转速传感器17可以检测到液压马达输出的扭矩T与转速n,进而可以计算出液压马达输出的功率;通过流量计与压力表的读数,可以计算出液压马达的输入功率,进而可以计算出液压马达的总效率、容积效率。

　　液压马达的总效率: