CN106151171A - 一种液压马达与液压泵通用测试液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压马达与液压泵通用测试液压系统，包括油箱和基本液压泵，管路中设有双向电控比例变量负载泵或马达和用于连接待测液压泵或待测液压马达的测试工位；双向电控比例变量负载泵或马达与待测液压泵或液压马达以传动轴相连接；还设有用于切换动力方向的第一换向模块和用于切断油液高压区和和低压区的截止阀。本发明的有益效果是：可在同一位置测试液压马达与液压泵,测试对象的覆盖范围广，节能节油。

Description

一种液压马达与液压泵通用测试液压系统

技术领域

本发明属液压设备的性能测试领域，具体是一种液压马达与液压泵都可通用的测试液压系统。

背景技术

液压马达和液压泵是重要的液压设备，两者是同一种设备处于互逆工况时的不同称谓。对液压马达和液压泵的性能进行型式试验，有助于掌握其性能，并在后续产品的设计和制造中进行更好的改进和优化。传统的但液压马达和液压泵的型式试验液压系统都是分离的，亦即液压马达和液压泵分别采用不同的功率回收系统进行型式试验，无法做到利用同一液压系统和试验台架对液压马达和液压泵进行试验。在试验过程中，能耗转化为热能被浪费。

中国专利文献CN104481971A，于2015年4月1日公开了《一种扭矩式液压泵及液压马达功率回收测试平台》，包括有液压泵（1）、驱动电机（3）、扭矩转速传感器Ⅰ（2）和扭矩转速传感器Ⅱ（5）、液压马达（6）、离合器（4）、补油泵7、切换模块、加载模块和流量计模块；驱动电机（3）的输入端连接液压马达（6）且驱动电机输入端与液压马达（6）中间安装有离合器（4）及扭矩转速传感器Ⅱ（5）；液压泵（1）的出油口连接切换模块和加载模块，加载模块与切换模块并联，加载模块另一端连接流量计模块，切换模块的另一端连接液压马达（6）的进油口。

该技术方案实现了在同一平台对液压马达和液压泵的测试，减少了能耗浪费。但是该技术方案也有自身的不足，待测的液压马达和液压泵需要安装在不同的接口位置，导致各种监测、传感设备也要随同不同的被测对象更换位置，频繁的拆装导致效率低下，测试工作繁琐不便。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，现有液压马达与液压泵通用测试液压系统无法在同一测试工位测试液压泵或液压马达，从而提供一种可在同一位置测试液压马达与液压泵的通用测试液压系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种液压马达与液压泵通用测试液压系统，包括油箱和基本液压泵，管路中设有双向电控比例变量负载泵或马达和用于连接待测液压泵或待测液压马达的测试工位；双向电控比例变量负载泵或马达与待测液压泵或液压马达以传动轴相连接；还设有用于切换动力方向的第一换向模块和用于切断油液高压区和和低压区的截止阀。

在传统测试平台上，测试液压马达需要单独配设负载，而测试液压泵时需要单独提供动力。而根据能量守恒原理，动力是可以在液压能和机械能之间互相转换的。本技术方案充分利用了这个原理，在管路中设置了双向电控比例变量负载泵或马达，该元件可以在液压泵或液压马达两种工作模式下切换，将该元件与待测液压泵或液压马达以传动轴相连接，可以在两种不同的测试中提供不同的作用。在两种不同的测试模式中，双向电控比例变量负载泵或马达的液向是不同的，这种不同的液向由第一换向模块来实现切换。相连接的传动轴上相应的设有转速扭矩传感器，以供搜集记录测试数据。管路上另设有温度传感器、压力传感器等辅助设备。当测试工位上连接待测液压泵时，双向电控比例变量负载泵或马达切换至液压马达状态进行工作，向待测液压泵传输动力。当测试工位上连接待测液压泵时，双向电控比例变量负载泵或马达切换至液压泵状态进行工作，成为待测液压泵的负载。高压油路和低压油路之间有压力差，必须用截止阀进行切断。

作为优选，所述基本液压泵包括低压液压泵和高压液压泵；当测试液压泵时，低压液压泵向待测液压泵提供油液，高压液压泵向双向电控比例变量负载泵或马达提供动力；当测试液压马达时，低压液压泵向双向电控比例变量负载泵或马达提供油液，高压液压泵向待测液压马达提供动力。测试的初始动力来自高压液压泵。测试中随着油液在管路中的流动而出现的动力损耗也由高压液压泵进行补偿。相同的，测试的待抽取油液由低压液压泵提供，测试中随着油液在管路中的流动而出现滞留所导致的油液损耗也由低压液压泵进行补偿。

作为优选，还包括调节动力输入大小的比例溢流阀。比例溢流阀通过开度大小来调节经过的油液的流量和流速，从而调整高压液压泵向液压马达传输的动力大小。

作为优选，待测液压马达与双向电控比例变量负载泵或马达的传动轴之间串接有行星减速机。当测试对象为低速大扭矩液压马达时，测试台架的连接轴上可以增加快换的行星减速机，通过减速机的传动比和负载泵的排量变化来满足不同排量低速马达的测试要求。

作为优选，还包括第二换向模块；待测液压马达的两个液向端与第二换向模块相连。第二换向模块用于向待测工位的高压油液输入端输入不同液向的油液，以便测试不同的马达转动方向。

作为优选，液压试验回路的循环终点前设有回油过滤器和/或冷却器。回油过滤器可以将杂质从流动的油液中过滤出来，保持管路内油液的清洁。油液在长期流动循环过程中，液压能部分转化为热能，加热了油液，冷却器可以对油液进行冷却。

本通用测试液压系统的优势在于：1、不同的被试对象（液压马达或泵）的负载泵或驱动液压马达都不需要进行更换，必要时只需要增加或者移除可以快速更换的行星减速机，简化了测试安装过程，缩短了测试的准备周期，也有利于防止环境污染和油液的浪费；2、当测试对象为大排量的柱塞泵（500～750ml/rev）时，如采用单一变频电机驱动，驱动电机的功率相当大，不但难以选择到合适的电机产品，即使有此类产品，电机自身成本、变频控制成本和损耗的电费都相当昂贵，而且对电网功率的要求也将显著提高，而采用液压马达驱动合理地解决了这个问题，通过多个泵站并联对驱动液压马达或负载泵补充供油（功率补偿），实现了功率的分流，单一泵站的功率不大，且泵站只需要普通电机驱动，同时液压阀、液压马达、液压泵及其他液压元件的试验可以共用此泵站，测试系统的成本得到合理控制；3、测试台架数量少，但可测试对象的覆盖范围广，几乎涵盖了排量从零到8000ml/rev的所有液压马达产品和排量从零到750ml/rev的所有液压泵产品，在必要的时候还可以通过增加负载泵或驱动马达的排量进一步扩大被试对象排量范围。4、节能。采用本试验方法，试验过程中可以节约能源60%以上，并因此减少了能量损失，亦即系统的发热量，从而减少冷却器的容量，降低了冷却器的成本，且有利于保证试验过程油温恒定的稳态转变。

综上所述，本发明的有益效果是：可在同一位置测试液压马达与液压泵，测试对象的覆盖范围广，节能节油。

附图说明

图1是本发明实施例的液压系统原理图。

其中：1低压液压泵，2回油过滤器，3冷却器，4高压变量液压泵，5比例溢流阀，6溢流阀，7第一换向模块，8双向电控比例变量负载泵或马达，9转速扭矩传感器，10高压齿轮流量传感器，11测试工位，12压力传感器，13温度传感器，14电控比例溢流阀，15压力传感器，16温度传感器，17节流阀，18第二换向模块，19截止阀，20截止阀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例为一种液压马达与液压泵通用测试液压系统，其液压系统原理图如图1所示，主要元件对应的标示为：1低压液压泵，2回油过滤器，3冷却器，4高压液压泵，5比例溢流阀，6溢流阀，7第一换向模块，8双向电控比例变量负载泵或马达，9转速扭矩传感器，10高压齿轮流量传感器，11测试工位，12压力传感器，13温度传感器，14电控比例溢流阀，15压力传感器，16温度传感器，17节流阀，18第二换向模块，19截止阀，20截止阀。其中，4高压液压泵选用的是高压变量液压泵，5比例溢流阀选用的是电控比例溢流阀，7第一换向模块选用的是电液换向阀，18第二换向模块选用的是电液换向阀；11测试工位上可以连接液压泵或液压马达，从而实现不同的测试。

该通用测试液压系统设有的元件8双向电控比例变量负载泵或马达，其传动轴与待测的液压泵或待测液压马达的传动轴连接在一起，当测试工位11上测试的是液压泵时，则元件8的工作状态为液压马达，为待测液压泵输出动力；当测试工位11上测试的是液压马达时，则元件8的工作状态为液压泵，作为待测液压马达的负载。

低压液压泵1提供的低压油通过电液换向阀7的换向动作来选择将液压油提供到双向电控比例变量负载泵或马达8还是测试工位11，溢流阀6对低压液压泵1起到安全保护作用。当测试工位11连接待测液压泵时，电液换向阀7左位电磁铁得电，液压油经过电液换向阀7后流经节流阀17，然后经电液换向阀18到达被试液压泵11，其中通过调节节流阀17的开度来控制被试液压泵11的吸油口压力，电控比例溢流阀14用于精确控制低压液压泵1的供油压力，其溢流回路上设置了冷却器3和过滤器2，用于液压系统的油温控制和保证液压油的清洁度。通过控制电液换向阀18电磁铁得电工作位可以实现不同转向待测液压泵11的试验。

当被试对象11为液压泵时，截止阀19为切断状态，截止阀20为导通状态，则元件8为驱动液压马达，元件8和11的传动轴之间安装了测量扭矩和转速的传感器，驱动液压马达8转动的高压油由高压变量液压泵4提供，其输出的流量大小可以通过电控比例变排量方式来完成，流量大小的控制由整个液压回路中元件8和元件11的泄漏量决定，电控比例溢流阀5用于控制4的供油压力，同时也实现了被试液压泵11输出高压油压力的控制，从而实现被试液压泵11的负载变化，液压马达8输出的转动机械能通过传动轴经扭矩转速传感器9后回输至被试液压泵11，被试液压泵11提供的高压油又回输至液压马达8，从而实现了功率回收的目的，液压马达8为双向变量液压马达，通过控制其斜盘的正负摆角变化可以方便实现油液流动方向的变化。在沟通被试对象11和双向电控比例变量负载泵或马达8液压回路上分别设置了压力传感器12、15，温度传感器13、16以及高压齿轮流量传感器10，分别用于测量被试对象的压力、流量、液压油温度等性能参数；

当被试对象11为液压马达时情况则相反，截止阀19为导通状态，截止阀20为切断状态，低压液压泵1提供的液压油经电液换向阀7的右工作位到达元件8，此时元件8作为液压泵工况使用，其作为被试液压马达11的负载，其提供的液压油的压力同样由电液比例溢流阀5来控制，调节5的压力即可实现被试液压马达11的负载变化，此时电液换向阀18用于控制被试液压马达转动方向。

本液压马达与液压泵通用测试液压系统，将平台上所有元件全都定位，待测试设备只需要安装在一个工位上，连接在一个接口，就能实现对液压马达与液压泵的测试；通过传动轴的连接，本通用测试液压系统实现了能量的回收。

Claims (6)

1.一种液压马达与液压泵通用测试液压系统，包括油箱和基本液压泵，其特征是，管路中设有双向电控比例变量负载泵或马达（8）和用于连接待测液压泵或待测液压马达的测试工位（11）；双向电控比例变量负载泵或马达与待测液压泵或液压马达以传动轴相连接；还设有用于切换动力方向的第一换向模块（7）和用于切断油液高压区和和低压区的截止阀。

2.根据权利要求1所述的一种液压马达与液压泵通用测试液压系统，其特征是：所述基本液压泵包括低压液压泵（1）和高压液压泵（4）；当测试液压泵时，低压液压泵向待测液压泵提供油液，高压液压泵向双向电控比例变量负载泵或马达提供动力；当测试液压马达时，低压液压泵向双向电控比例变量负载泵或马达提供油液，高压液压泵向待测液压马达提供动力。

3.根据权利要求1或2所述的一种液压马达与液压泵通用测试液压系统，其特征是：还包括调节动力输入大小的比例溢流阀（5）。

4.根据权利要求1或2所述的一种液压马达与液压泵通用测试液压系统，其特征是，待测液压马达与双向电控比例变量负载泵或马达的传动轴之间串接有行星减速机。

5.根据权利要求1或2所述的一种液压马达与液压泵通用测试液压系统，其特征是：还包括第二换向模块（18）；待测液压马达的两个液向端与第二换向模块相连。

6.根据权利要求1或2所述的一种液压马达与液压泵通用测试液压系统，其特征是，液压试验回路的循环终点前设有回油过滤器（2）和/或冷却器（3）。