CN105134692A - 全液压转向器的多功能测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全液压转向器的多功能测试系统，包括带温控系统的油箱模块(Ⅰ)、带流量调节系统的电机泵组模块(Ⅱ)、系统油路切换模块(Ⅲ)、远程压力加载模块(Ⅳ)、过载阀性能测试模块(Ⅴ)、操作控制机构(Ⅵ)、桥式回路模拟加载模块(Ⅶ)、传感器数据采集模块、电控系统和计算机数据处理中心。该测试系统通过系统油路切换模块，可实现对负荷传感型转向器和其他功能型式的转向器(包括开芯无反应型、开芯有反应型和闭芯无反应型等)测试系统的切换。通过各类传感器、PLC等对测试性能中的压力、流量、扭矩、转速参数进行数据采集和处理，精确判别产品性能。

Description

全液压转向器的多功能测试系统

技术领域

本发明涉及液压系统领域，具体地，涉及一种全液压转向器的多功能测试系统。

背景技术

全液压转向器由于其性能可靠、操纵舒适、结构紧凑等优点，广泛应用于工程机械、农业机械、叉车等低速重载车辆的液压转向系统和船舶液压舵上。但由于全液压转向器功能型式的多样性(如负荷传感型转、开芯无反应型、开芯有反应型和闭芯无反应型等)，导致测试项目多以及性能要求的不同，使得现有的测试系统无法满足全液压转向器的出厂试验及型式试验的测试要求。现有的测试系统采用调速阀调节系统流量，导致系统压力损失高、管路复杂，具有系统发热严重、能耗大等缺点，并且测试系统油路切换采用手动球阀切换，操作繁琐，管路结构复杂，同时针对不同功能型式的全液压转向器(负荷传感型、开芯无反应型、开芯有反应型和闭芯无反应型)的出厂试验和型式试验的通用性差，无法同时满足所有试验项目的测试要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种全液压转向器多功能测试系统，该全液压转向器多功能测试系统结构简易，操作方式快捷，性能稳定，通用互换性好，操作过程简易，并且能够满足不同功能型式的全液压转向器的出厂试验和型式试验项目。

为了实现上述目的，本发明提供了一种全液压转向器多功能测试系统，包括带温控系统的油箱模块、带流量调节系统的电机泵组模块、系统油路切换模块、远程压力加载模块、过载阀性能测试模块、操作控制机构、桥式回路模拟加载模块、传感器数据采集模块、电控系统和计算机数据处理中心；其中，油箱模块通过电机泵组模块与系统油路切换模块相连接；油箱模块通过远程压力加载模块与待测全液压转向器的T口相连接；系统油路切换模块通过电磁阀与待测全液压转向器的P口相连接；系统油路切换模块通过过载阀性能测试模块分别与待测全液压转向器的L口和R口相连接；桥式回路模拟加载模块的两端分别通过电磁阀与待测全液压转向器的L口和R口相连接；操作控制机构连接于待测全液压转向器的转向动力输入端。

优选地，油箱模块包括通过高压油管依次连接的油箱、温控加热装置、第一温度传感器和循环冷却装置，其中，温度传感器和循环冷却装置之间还设有第三过滤器。

优选地，电机泵组模块包括第一截止阀、第二截止阀、变频电机泵组、普通电机泵组、第一单向阀和第二单向阀；其中，第一截止阀、变频电机泵组和第一单向阀依次连接形成第一油道，第二截止阀、普通电机泵组和第二单向阀依次连接形成第二油道；第一油道与第二油道并联连接后一端通过高压油管与油箱模块相连接，另一端通过第一过滤器与系统油路切换模块相连接。

优选地，系统油路切换模块包括三位四通电液动换向阀、优先流量控制阀、梭阀、第三单向阀和双向截止式电磁球阀；其中，三位四通电液动换向阀分别通过高压油管、梭阀、第三单向阀与优先流量控制阀相连接，并且系统油路切换模块通过双向截止式电磁球阀与待测全液压转向器的P口相连接；

优选地，远程压力加载模块包括第一先导式电磁溢流阀、第二先导式电磁溢流阀和第三先导式电磁溢流阀；第二直动式溢流阀、第三直动式溢流阀；其中，

第一先导式电磁溢流阀两端分别通过高压油管与三位四通电液动换向阀、循环冷却装置相连接，且第一先导式电磁溢流阀上还连接有第一直动式溢流阀；

第二先导式电磁溢流阀一端通过高压油管与第三单向阀相连接，另一端依次通过第二两位三通电磁换向阀、第二流量计以及第四单向阀与循环冷却装置相连接，且第二先导式电磁溢流阀上还连接有第二直动式溢流阀；

第三先导式电磁溢流阀一端通过高压油管与待测全液压转向器的T口相连接，另一端依次通过第一两位三通电磁换向阀、第二流量计以及第四单向阀与循环冷却装置相连接，且第三先导式电磁溢流阀上还连接有第三直动式溢流阀。

优选地，过载阀性能测试模块包括通过高压油管相连接的第一双向截止式电磁球阀、第二双向截止式电磁球阀、第三双向截止式电磁球阀、第四双向截止式电磁球阀、第五双向截止式电磁球阀以及单路稳定分流阀。

优选地，操作控制机构主要包括：转矩转速传感仪、变速齿轮箱、伺服电机和方向盘；其中，伺服电机和方向盘分别连接在变速齿轮箱上且变速齿轮箱通过转矩转速传感仪与待测全液压转向器的转向动力输入端相连接。

优选地，桥式回路模拟加载模块包括第一板式单向阀、第二板式单向阀、第三板式单向阀、第四板式单向阀、第四先导式电磁溢流阀和第四直动式溢流阀；其中，第一板式单向阀与第二板式单向阀连接形成第一支路，第一支路的两端分别与待测全液压转向器的L口、R口相连接；第三板式单向阀与第四板式单向阀连接形成第二支路，第二支路的两端分别与待测全液压转向器的L口、R口相连接；第一支路与第二支路还依次连接有第二过滤器、第一流量计和第四先导式电磁溢流阀；第四先导式电磁溢流阀上还连接有第四直动式溢流阀。

优选地，传感器数据采集模块包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器以及第二温度传感器；其中，

第一压力传感器安装在待测全液压转向器的P口；第二压力传感器和第二温度传感器依次连接在待测全液压转向器的L口；第三压力传感器安装在待测全液压转向器的R口；第四压力传感器安装在待测全液压转向器的T口；第五压力传感器安装在待测全液压转向器上；第六压力传感器安装在第一先导式电磁溢流阀上；第七压力传感器安装在第二先导式电磁溢流阀上。

根据上述技术方案，本发明使用变频电机泵组、普通电机泵组使得系统流量范围于0～160L/min，能够满足各种类型全液压转向器不同排量、不同转速下性能测试的流量需求。具有系统压力损失小，压力对流量变化的影响小等特点。该系统还采用系统油路切换模块设计，通过三位四通电液换向阀和梭阀的功能组合，可实现对负荷传感型转向器和其他功能型式的转向器测试系统的远程切换，具有系统结构简易，操作方式快捷，性能稳定等优点。通过各类传感器和PLC等对测试性能中的压力、流量、扭矩、转速等参数数据进行精确的采集和处理，测试过程实现一定程度的自动化和信息化，使得测试结果更为精准和直观。这样，该系统能够满足不同功能型式的全液压转向器(负荷传感型、开芯无反应型、开芯有反应型和闭芯无反应型)的出厂试验和型式试验项目，具有通用互换性好，操作过程简易的特点。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明提供的一种实施方式中的全液压转向器的多功能测试系统的模块图；

图2是根据本发明提供的一种实施方式中的全液压转向器的多功能测试系统的原理图；

图3是根据本发明提供的一种实施方式中的开芯无反应型全液压转向器的功能符号图；

图4是根据本发明提供的一种实施方式中的开芯有反应型全液压转向器的功能符号图；

图5是根据本发明提供的一种实施方式中的闭芯无反应型全液压转向器的功能符号图；以及

图6是根据本发明提供的一种实施方式中的负荷传感型全液压转向器的功能符号图。

附图标记说明

Ⅰ-油箱模块Ⅱ-电机泵组模块

Ⅲ-系统油路切换模块Ⅳ-远程压力加载模块

Ⅴ-过载阀性能测试模块Ⅵ-操作控制机构

Ⅶ-桥式回路模拟加载模块11-第一过滤器

12-第二过滤器13-第三过滤器

21-第一截止阀22-第二截止阀

31-变频电机泵组32-普通电机泵组

41-第一单向阀42-第二单向阀

43-第三单向阀44-第四单向阀

51-三位四通电液动换向阀61-优先流量控制阀

71-梭阀81-第一两位三通电磁换向阀

82-第二两位三通电磁换向阀91-第一先导式电磁溢流阀

92-第二先导式电磁溢流阀93-第三先导式电磁溢流阀

94-第四先导式电磁溢流阀101-第一直动式溢流阀

102-第二直动式溢流阀103-第三直动式溢流阀

104-第四直动式溢流阀111-单路稳定分流阀

121-第一板式单向阀122-第二板式单向阀

123-第三板式单向阀124-第四板式单向阀

131-第一双向截止式电磁球阀132-第二双向截止式电磁球阀

133-第三双向截止式电磁球阀134-第四双向截止式电磁球阀

135-第五双向截止式电磁球阀141-第一流量计

142-第二流量计151-第一压力传感器

152-第二压力传感器153-第三压力传感器

154-第四压力传感器155-第五压力传感器

156-第六压力传感器157-第七压力传感器

161-转矩转速传感仪171-变速齿轮箱

181-伺服电机191-方向盘

201-温控加热装置211-第一温度传感器

212-第二温度传感器221-循环冷却装置

231-油箱241-待测全液压转向器

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

A、方向盘转速调节：启动伺服电机181，调节控制旋钮向左(或向右)可得到所需要的方向盘转速。

B、系统压力调节：电磁铁6DT通电，启动变频电机泵组31和普通电机泵组32(转向器241测试流量小于80L/min时不启动变频电机泵组31)，调节变频电机泵组31变频电机的调节旋钮设定被试转向器241测试流量；使三位四通电液动换向阀51处于中位，调节第一直动式溢流阀101，可设定系统压力。

C、转向器241的T口背压调节：电磁铁6DT、13DT通电，启动变频电机泵组31和普通电机泵组32(转向器241测试流量小于80L/min时不启动变频电机泵组31)调节变频电机泵组31变频电机的调节旋钮设定被试转向器241测试流量；电磁铁3DT得电，调节第三直动式溢流阀103，可设定转向器241的T口背压。

D、转向器241的P，A，B口压力调节：电磁铁6DT通电，启动变频电机泵组31和普通电机泵组32(转向器241测试流量小于80L/min时不启动变频电机泵组31)，调节变频电机泵组31变频电机的调节旋钮设定被试转向器241测试流量；电磁铁3DT、10DT、11DT、13DT得电，启动伺服电机181，调节控制旋钮向左(或向右)，调节第四直动式溢流阀104，可设定转向器241的P，A，B口压力。

E、转向器241的空载压力调节：电磁铁6DT通电，启动变频电机泵组31和普通电机泵组32(转向器241测试流量小于80L/min时不启动变频电机泵组31)，调节变频电机泵组31变频电机的调节旋钮设定被试转向器241所需公称流量(测试流量)；电磁铁3DT、10DT、11DT、13DT得电，启动伺服电机181，调节控制旋钮向左(或向右)，可使转向器241处于空载状态。

F、负荷传感型转向器的测试：相关调节类同与上述A、B、C、D、E项目，区别在于，通过电磁铁2DT通电切换系统油路；通过电磁铁2DT、5DT通电调节测试流量(优先流量控制阀61的入口流量)为被试转向器241公称流量的2倍。

1、安全阀压力调定及压力稳定实验

按步骤B，使系统压力不低于被试转向器241安全阀设定压力6MPa，被试转向器241调以公称流量，电磁铁3DT、13DT得电，向左或向右转动方向盘，在检测终点扭矩的工况下进行以下试验：

a.调节被试转向器241的安全阀调压螺钉，从压力表上观察其压力变化过程是否平稳，直至调节到所需压力值并记录；

b.调节被试转向器241的安全阀至调定压力，从压力表上观察压力振摆值，反复测试3次取其平均值并记录。

2、过载阀阀压力调定及压力稳定实验

转向器241处于中位，按步骤B，使得测试流量约为4L/min；调节溢流阀101，使系统压力不低于被试转向器241的安全阀设定压力2MPa；磁铁3DT、8DT(或9DT)、得电，向左或向右转动方向盘，进行以下试验：

a.调节被试转向器241的左、右过载阀调压螺钉，分别从对应压力表上观察其压力变化过程是否平稳，直至调节到所需压力值并记录；

b.调节被试转向器241的左、右过载阀至调定压力，分别从对应压力表上观察压力振摆值，反复3次取其平均值并记录。

3、机械阻力矩

被试转向器241各油口不接管路，按步骤A，调节方向盘转速，测量方向盘在(30±5)r/min下的转矩。

4、方向盘最高转速试验(仅适合负荷传感型转向器)

电磁铁2DT得电，调节变频电机泵组31变频电机的调节旋钮，使得测试流量(优先流量控制阀61的入口流量)为被试转向器241公称流量的2倍；电磁铁4DT、10DT、11DT、12DT、13DT得电，按步骤A，使方向盘转速从零逐渐增加；调节第三直动式溢流阀103，使得被试转向器241的T口被压为0.63MPa，同时记录方向盘转速、输入扭矩和P口与LS口的压力差值，直至输入扭矩呈明显上升趋势(出现人力转向)为止，记录不发生人力转向现象时的最高转速值。

5、动力转向性能

按步骤B，使系统压力为最大入口压力的1.25倍，被试转向器241调以公称流量，进行以下试验：

a.按步骤D，使转向器241的P口压力为最大入口压力；按步骤C，使转向器241的T口背压为0.63Mpa，用手转动方向盘左右各5次以上，检查动力转向性能。

b.按步骤A，使方向盘转速为60r/min；按步骤D，使转向器241的P口压力为最大入口压力；按步骤C，使转向器241的T口背压为0.63Mpa，测量此时转向器241的动力转矩和转向器241的A，B口的压力振摆值。按步骤C，使转向器241的T口背压为6.3Mpa，测量此时转向器241的动力转矩。

c.按步骤D，使转向器241的P口压力为最大入口压力，电磁铁10DT和电磁铁11DT断电；按步骤A，使方向盘转速为0r/min，检查终点感觉，测其终点转矩并记录。

6、密封性能

按步骤B，使系统压力为最大入口压力的1.25倍；按步骤D，使转向器241的P口压力为最大入口压力；按步骤C，使转向器241的T口背压为6.3Mpa；按步骤A，调节伺服电机181控制旋钮向左(或向右)，使方向盘转速为60r/min，按间隔30秒左右交替，检查是否有外渗漏现象。

7、压力损失

按步骤E，被试转向器241调以公称流量，使转向器241处于空载状态，进行下列试验：

a.按步骤A，使方向盘转速为60r/min；测定转向器241的PA(或B)口的压差。

b.停止伺服电机181，测定转向器241的PT口的压差(注：负荷传感型全液压转向器无此项试验)。

8、内泄漏

开芯无反应型(如图3所示)及开芯有反应型(如图4所示)全液压转向器：

按步骤C，被试转向器241调以公称流量，调节第四直动式溢流阀104，使转向器241的T口背压为6.3Mpa。在被试转向器241启动30秒后开始计时，测定转向器241的A，B油口1min的泄漏量。

负荷传感型全液压转向器：

调节泵32变频电机的调节旋钮，电磁铁2DT得电，使得测试流量(优先阀61的入口流量)为被试转向器241公称流量的2倍；转向器241处于中位，分别右A(或B)口向转向器241供油，在试验系统压力为12.5MPa的条件下，测量P、T、B(或A)口1min的泄漏总量。

9、流量变化率(注：负荷传感型全液压转向器无此项试验)

按步骤E和D，被试转向器241调以公称流量，使转向器241的P口压力为空载压力和最大入口压力；按步骤A，使方向盘转速为60r/min，电磁铁6DT通电，测量两种状态下的流量，计算流量变化率。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种全液压转向器的多功能测试系统，其特征在于，包括带温控系统的油箱模块(Ⅰ)、带流量调节系统的电机泵组模块(Ⅱ)、系统油路切换模块(Ⅲ)、远程压力加载模块(Ⅳ)、过载阀性能测试模块(Ⅴ)、操作控制机构(Ⅵ)、桥式回路模拟加载模块(Ⅶ)、传感器数据采集模块、电控系统和计算机数据处理中心；其中，

所述油箱模块(Ⅰ)通过所述电机泵组模块(Ⅱ)与所述系统油路切换模块(Ⅲ)相连接；

所述油箱模块(Ⅰ)通过所述远程压力加载模块(Ⅳ)与待测全液压转向器(241)的T口相连接；

所述系统油路切换模块(Ⅲ)通过电磁阀与所述待测全液压转向器(241)的P口相连接；

所述系统油路切换模块(Ⅲ)通过所述过载阀性能测试模块(Ⅴ)分别与所述待测全液压转向器(241)的L口和R口相连接；

所述桥式回路模拟加载模块(Ⅶ)的两端分别通过电磁阀与所述待测全液压转向器(241)的L口和R口相连接；

所述操作控制机构(Ⅵ)连接于所述待测全液压转向器(241)的转向动力输入端。

2.根据权利要求1中所述的全液压转向器的多功能测试系统，其特征在于，所述油箱模块(Ⅰ)包括通过高压油管依次连接的油箱(231)、温控加热装置(201)、第一温度传感器(211)和循环冷却装置(221)，其中，所述第一温度传感器(211)和循环冷却装置(221)之间还设有第三过滤器(13)。

3.根据权利要求2中所述的全液压转向器的多功能测试系统，其特征在于，所述电机泵组模块(Ⅱ)包括第一截止阀(21)、第二截止阀(22)、变频电机泵组(31)、普通电机泵组(32)、第一单向阀(41)和第二单向阀(42)；其中，所述第一截止阀(21)、变频电机泵组(31)和第一单向阀(41)依次连接形成第一油道，所述第二截止阀(22)、普通电机泵组(32)和第二单向阀(42)依次连接形成第二油道；所述第一油道与所述第二油道并联连接后一端通过高压油管与所述油箱模块(Ⅰ)相连接，另一端通过第一过滤器(11)与所述系统油路切换模块(Ⅲ)相连接。

4.根据权利要求3中所述的全液压转向器的多功能测试系统，其特征在于，所述系统油路切换模块(Ⅲ)包括三位四通电液动换向阀(51)、优先流量控制阀(61)、梭阀(71)、第三单向阀(43)和第五双向截止式电磁球阀(135)；其中，所述三位四通电液动换向阀(51)分别通过高压油管、所述梭阀(71)、所述第三单向阀(43)与所述优先流量控制阀(61)相连接，并且所述系统油路切换模块(Ⅲ)通过所述第五双向截止式电磁球阀(135)与所述待测全液压转向器(241)的P口相连接。

5.根据权利要求4中所述的全液压转向器的多功能测试系统，其特征在于，所述远程压力加载模块(Ⅳ)包括第一先导式电磁溢流阀(91)、第二先导式电磁溢流阀(92)、第三先导式电磁溢流阀(93)、第二直动式溢流阀(102)、第三直动式溢流阀(103)；其中，

所述第一先导式电磁溢流阀(91)两端分别通过高压油管与所述三位四通电液动换向阀(51)、所述循环冷却装置(221)相连接，且所述第一先导式电磁溢流阀(91)上还连接有第一直动式溢流阀(101)；

所述第二先导式电磁溢流阀(92)一端通过高压油管与所述第三单向阀(43)相连接，另一端依次通过第二两位三通电磁换向阀(82)、第二流量计(142)以及第四单向阀(44)与所述循环冷却装置(221)相连接，且所述第二先导式电磁溢流阀(92)上还连接有第二直动式溢流阀(102)；

所述第三先导式电磁溢流阀(93)一端通过高压油管与所述待测全液压转向器(241)的T口相连接，另一端依次通过第一两位三通电磁换向阀(81)、第二流量计(142)以及第四单向阀(44)与所述循环冷却装置(221)相连接，且所述第三先导式电磁溢流阀(93)上还连接有第三直动式溢流阀(103)。

6.根据权利要求1中所述的全液压转向器的多功能测试系统，其特征在于，所述过载阀性能测试模块(Ⅴ)包括通过高压油管相连接的第一双向截止式电磁球阀(131)、第二双向截止式电磁球阀(132)、第三双向截止式电磁球阀(133)、第四双向截止式电磁球阀(134)、第五双向截止式电磁球阀(135)以及单路稳定分流阀(111)。

7.根据权利要求1中所述的全液压转向器的多功能测试系统，其特征在于，所述操作控制机构(Ⅵ)主要包括：转矩转速传感仪(161)、变速齿轮箱(171)、伺服电机(181)和方向盘(191)；其中，所述伺服电机(181)和方向盘(191)分别连接在所述变速齿轮箱(171)上且所述变速齿轮箱(171)通过所述转矩转速传感仪(161)与所述待测全液压转向器(241)的转向动力输入端相连接。

8.根据权利要求1中所述的全液压转向器的多功能测试系统，其特征在于，所述桥式回路模拟加载模块(Ⅶ)包括第一板式单向阀(121)、第二板式单向阀(122)、第三板式单向阀(123)、第四板式单向阀(124)、第四先导式电磁溢流阀(94)和第四直动式溢流阀(104)；其中，

所述第一板式单向阀(121)与第二板式单向阀(122)连接形成第一支路，所述第一支路的两端分别与所述待测全液压转向器(241)的L口、R口相连接；所述第三板式单向阀(123)与第四板式单向阀(124)连接形成第二支路，所述第二支路的两端分别与所述待测全液压转向器(241)的L口、R口相连接；所述第一支路与第二支路还依次连接有第二过滤器(12)、第一流量计(141)和第四先导式电磁溢流阀(94)；所述第四先导式电磁溢流阀(94)上还连接有所述第四直动式溢流阀(104)。

9.根据权利要求1中所述的全液压转向器的多功能测试系统，其特征在于，所述传感器数据采集模块包括第一压力传感器(151)、第二压力传感器(152)、第三压力传感器(153)、第四压力传感器(154)、第五压力传感器(155)、第六压力传感器(156)、第七压力传感器(157)以及第二温度传感器(212)；其中，

所述第一压力传感器(151)安装在所述待测全液压转向器(241)的P口；所述第二压力传感器(152)和第二温度传感器(212)依次连接在所述待测全液压转向器(241)的L口；所述第三压力传感器(153)安装在所述待测全液压转向器(241)的R口；所述第四压力传感器(154)安装在所述待测全液压转向器(241)的T口；所述第五压力传感器(155)安装在所述待测全液压转向器(241)上；所述第六压力传感器(156)安装在所述第一先导式电磁溢流阀(91)上；所述第七压力传感器(157)安装在所述第二先导式电磁溢流阀(92)上。