CN107269614A - 一种四象限液压加载系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种四象限液压加载系统，变量液压泵/马达的A口和B口分别连接到手动换向阀的T口和P口；手动换向阀的A口和B口分连接到三位四通电磁换向阀的B口和A口，其B口还连接到先导型比例电磁式溢流阀的P口；先导型比例电磁式溢流阀A口依次通过冷却器和过滤器连接到三位四通电磁换向阀的P口；三位四通电磁换向阀的T口连接到先导型减压阀的A口和第一单向阀的A口；先导型减压阀的P口和第一单向阀的P口均通过手动截止阀连接到蓄能器；三位四通电磁换向阀的P口依次通过第二单向阀和液压泵连接到油箱。本发明采用闭式液压系统，具有高效率，高功率密度的特点，且闭式系统具有体积小，占地面积小，成本低的优点。

Description

一种四象限液压加载系统
技术领域
本发明涉及液压传动与控制技术领域，具体是一种四象限液压加载系统。
背景技术
液压马达是液压系统的一种执行元件，是液压系统的核心元件，其性能将直接影响和决定液压系统的工作性能，所以对液压马达进行性能试验尤为重要。
目前对液压马达性能试验的加载方法有三种:
第一种是机械加载方法，有摩擦测功器加载、扭板弹簧加载、惯性圆盘加载等方法。这些方法一般都简单易行，但由于各种限制均不适合于较大功率的情况，所以不适用于工程机械液压传动用的液压马达试验。液压马达试验的机械加载还包括用液压泵加载和用水力测功器加载等方法，但这些加载设备相对较复杂。
第二种是电的加载方法。液压马达试验的电加载有电力测功机加载 (包直流平衡电机加载、涡流测功机加载、磁粉加载器加载)、直流电激发电机加载以及自动负荷模拟器加载等方法。但一般来说，这些加载设备比较复杂，试验成本较高。
第三种是液压马达背压加载，这种方法不是直接将负载力矩施于被试马达轴上，而是在液压马达的回油路上串联节流阀 (或溢流阀)加载的办法。当试验系统液压油源给被试马达供油时，减小节流口开度，马达背压升高，同时也将导致马达进油口压力升高。这种方法不是很安全。
发明内容
针对上述问题本发明的目的在于提供一种采用闭式液压系统，功率密度大，对被试系统的参数适应能力强，且可扩大加载系统测试被试系统工况范围的四象限液压加载系统。技术方案如下：
一种四象限液压加载系统，包括变量液压泵/马达、手动换向阀、三位四通电磁换向阀、先导型比例电磁式溢流阀、先导型减压阀；
变量液压泵/马达由被试系统通过离合器带动工作，其A口连接到手动换向阀的T口，其B口连接到手动换向阀的P口；
手动换向阀的A口连接到三位四通电磁换向阀的B口，其B口同时连接到三位四通电磁换向阀的A口和先导型比例电磁式溢流阀的P口；
先导型比例电磁式溢流阀的远程控制口连接到第二二位二通电磁换向阀的P口；其A口连接到第二二位二通电磁换向阀的A口，同时依次通过冷却器和过滤器连接到三位四通电磁换向阀的P口；
三位四通电磁换向阀的T口同时连接到先导型减压阀的A口、第一单向阀的A口和；
先导型减压阀的P口和第一单向阀的P口均通过手动截止阀连接到蓄能器；先导型减压阀的油液泄露口连接到油箱；
三位四通电磁换向阀的P口还同时连接到先导型溢流阀的P口和第二单向阀的P口；
先导型溢流阀的远程控制口连接到第一二位二通电磁换向阀的P口，其A口和第一二位二通电磁换向阀的A口均连接到油箱；
第二单向阀的A口通过液压泵连接到油箱。
进一步的，所述离合器与被测系统之间还设置有转速传感器和扭矩仪；
所述第一单向阀（16）的A口还和压力传感器（17）相连。
本发明的有益效果是：
1） 本发明采用闭式液压系统，具有高效率，高功率密度的特点，且闭式系统具有体积小，占地面积小，成本低的优点；
2） 本发明通过调整三位四通电磁换向阀工作的工作位，实现了对被试系统进行正值负载的加载以及对蓄能器充液，以及对被试系统进行负值负载的加载，同时完成蓄能器中的油液的释放，以方便维修检查；
3） 本发明采用先导型比例电磁式溢流阀，利用电液比例压力控制方便且能够满足被试系统负载要求，提高设定压力的稳定性，先导溢流阀的压力动态响应性能比直动式溢流阀更好，动态响应迅速，避免压力控制阶跃变化引起的压力超调、振荡和液压冲击；
4） 本发明采用扭矩仪，转速传感器和压力传感器可实时监测系统输出扭矩、转速和压力；
5）本发明采用变量泵/马达替代泵，减小了系统的额定流量，对被试系统的参数适应能力强。
附图说明
图1为本发明四象限液压加载系统的结构示意图。
图中：1-油箱；2-先导型溢流阀；3-第一二位二通电磁换向阀；4-冷却器；5-过滤器；6-第二二位二通电磁换向阀；7-先导型比例电磁式溢流阀；8-三位四通电磁换向阀；9-蓄能器；10-手动换向阀；11-变量液压泵/马达；12-离合器；13-扭矩仪；14-转速传感器；15-手动截止阀；16-第一单向阀；17-压力传感器；18-先导型减压阀；19-第二单向阀；20-液压泵；21-电机；22-被试系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。如图1所示，一种四象限液压加载系统，包括变量液压泵/马达11、手动换向阀10、三位四通电磁换向阀8、先导型比例电磁式溢流阀7、先导型减压阀18；
变量液压泵/马达11由被试系统22通过离合器12带动工作，其A口连接到手动换向阀10的T口，其B口连接到手动换向阀10的P口；
手动换向阀10的A口连接到三位四通电磁换向阀8的B口，其B口同时连接到三位四通电磁换向阀8的A口和先导型比例电磁式溢流阀7的P口；
先导型比例电磁式溢流阀7的远程控制口连接到第二二位二通电磁换向阀的P口；其A口连接到第二二位二通电磁换向阀6的A口，同时依次通过冷却器4和过滤器5连接到三位四通电磁换向阀8的P口；
三位四通电磁换向阀8的T口同时连接到先导型减压阀18的A口、第一单向阀16的A口和压力传感器17；
先导型减压阀18的P口和第一单向阀16的P口均通过手动截止阀15连接到蓄能器9；先导型减压阀18的油液泄露口连接到油箱1；
三位四通电磁换向阀8的P口还同时连接到先导型溢流阀2的P口和第二单向阀19的P口；
先导型溢流阀2的远程控制口连接到第一二位二通电磁换向阀3的P口，其A口和第一二位二通电磁换向阀3的A口均连接到油箱1；
第二单向阀19的A口通过液压泵20连接到油箱1。
本实施例的离合器12与被测系统之间还设置有转速传感器14和扭矩仪13，可实时监测系统输出扭矩、转速。本实施例的三位四通电磁换向阀8的T口还设有压力传感器17，可实时监测系统的压力。
当三位四通电磁换向阀8工作于右位时，通过设置先导型比例电磁式溢流阀7的调定压力，利用变量液压泵/马达11建立起恒定的负载扭矩，此时变量液压泵/马达处于液压马达工况，可对被试系统进行正值负载的加载以及对蓄能器充液；当三位四通电磁换向阀8工作于中位时，可对液压变量泵/马达11进行卸荷，蓄能器9中的油液也可以释放出来，方便维修检查；当三位四通电磁换向阀8工作于左位时，蓄能器9放出油液并通过先导型减压阀18调节出口压力恒定，利用变量液压泵/马达11建立起恒定的负值负载扭矩，此时变量液压泵/马达处于液压泵工况，可对被试系统进行负值负载的加载。
本系统实现三个功能的具体工作过程如下：
（1）正值负载扭矩的施加：将三位四通电磁换向阀8切换于右位，第一二位二通电磁换向阀3和第二二位二通电磁换向阀6切换于上位，启动电机21，带动液压泵20工作，从油箱1吸油，低压油液依次经过第二单向阀19、三位四通电磁换向阀8的P口、B口和手动换向阀10的A口、P口到达变量液压泵/马达11的B口，此时被试系统22通过离合器12带动变量液压泵/马达11工作，所以液压泵/马达11处于液压马达工况。
通过设置先导型比例电磁式溢流阀7的调定压力，从变量液压泵/马达11的A口流出的高压油液依次经过手动换向阀10的T口和B口、三位四通电磁换向阀8的A口和T口、压力传感器17、第一单向阀16和手动截止阀15，最终储存在蓄能器9内。
先导型比例电磁式溢流阀7的调定压力决定了蓄能器9的充液压力，通过采集压力传感器17的数据，当压力达到我们需求压力时，关闭手动截止阀15，当系统压力达到先导型比例电磁式溢流阀7的设定压力时先导型比例电磁式溢流阀7溢流，维持压力恒定，通过变量液压泵/马达11建立起负载扭矩阻碍被试系统运行，完成负载的加载，而由于系统压力高于先导型比例电磁式溢流阀7的调定压力所溢流出的油液依次经过过滤器5、冷却器4、三位四通电磁换向阀8的P口、B口和手动换向阀10的A口、P口回到变量液压泵/马达11的B口，形成一个闭式回路。先导型溢流阀2有两个作用：一是起安全阀的作用，用来限制液压系统的最高压力，当系统压力达到先导型溢流阀2的设定压力时先导型溢流阀2溢流；一是维持补油泵出口油液压力的恒定。
（2）负值负载扭矩的施加：将三位四通电磁换向阀8切换于左位，打开手动截止阀15，蓄能器9的高压油液经过手动截止阀15、先导型减压阀18、三位四通电磁换向阀8的T口、B口和手动换向阀10的A口、P口到达变量液压泵/马达11的B口，驱动变量液压泵/马达11旋转，从而带动被试系统22运行，此时液压泵/马达11处于液压泵工况。
通过设定先导型减压阀18的调定压力，使得从先导型减压阀18的A口流出的油液压力恒定，而泄露的油液流回油箱1，最终保证变量液压泵/马达11建立的负值负载扭矩恒定。
低压油液从变量液压泵/马达11的A口流出，依次经过手动换向阀10的T口、B口和三位四通电磁换向阀8的A口、P口、先导型溢流阀2和第一二位二通电磁换向阀3，最后流回油箱1。
（3）对变量液压泵/马达11卸荷和释放蓄能器9中剩余油液：试验完成后，将三位四通电磁换向阀8切换于中位，此时变量液压泵/马达11进油口和出油口相连，处于自由状态，蓄能器9中的油液通过手动截止阀15、减压阀18、三位四通电磁换向阀8的T口、P口、先导型溢流阀2和第一二位二通电磁换向阀3，最后流回油箱1。
蓄能器9入口的手动截止阀15主要用于系统检修的卸荷操作。根据不同的工况需求，通过设定先导型比例电磁式溢流阀7的调定压力，可调节维持系统的压力稳定，建立起稳定的负载扭矩；通过设定先导型减压阀18的调定压力，可维持蓄能器9出口油液的压力稳定，建立起稳定的负值负载扭矩。通过采集压力传感器17的数据可以判断蓄能器9充液压力是否满足需求，通过采集扭矩仪13和转速传感器14的数据可以判断加载的负载扭矩是否正确，保证试验正常运作。

Claims (2)

1.一种四象限液压加载系统，其特征在于，包括变量液压泵/马达（11）、手动换向阀（10）、三位四通电磁换向阀（8）、先导型比例电磁式溢流阀（7）、先导型减压阀（18）；
变量液压泵/马达（11）由被试系统（22）通过离合器（12）带动工作，其A口连接到手动换向阀（10）的T口，其B口连接到手动换向阀（10）的P口；
手动换向阀（10）的A口连接到三位四通电磁换向阀（8）的B口，其B口同时连接到三位四通电磁换向阀（8）的A口和先导型比例电磁式溢流阀（7）的P口；
先导型比例电磁式溢流阀（7）的远程控制口连接到第二二位二通电磁换向阀的P口；其A口连接到第二二位二通电磁换向阀（6）的A口，同时依次通过冷却器（4）和过滤器（5）连接到三位四通电磁换向阀（8）的P口；
三位四通电磁换向阀（8）的T口同时连接到先导型减压阀（18）的A口、第一单向阀（16）的A口；
先导型减压阀（18）的P口和第一单向阀（16）的P口均通过手动截止阀（15）连接到蓄能器（9）；先导型减压阀（18）的油液泄露口连接到油箱（1）；
三位四通电磁换向阀（8）的P口还同时连接到先导型溢流阀（2）的P口和第二单向阀（19）的P口；
先导型溢流阀（2）的远程控制口连接到第一二位二通电磁换向阀（3）的P口，其A口和第一二位二通电磁换向阀（3）的A口均连接到油箱（1）；
第二单向阀（19）的A口通过液压泵（20）连接到油箱（1）。
2.根据权利要求1所述的四象限液压加载系统，其特征在于，所述离合器（12）与被测系统之间还设置有转速传感器（14）和扭矩仪（13）；所述第一单向阀（16）的A口还和压力传感器（17）相连。
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