CN107620701B - 基于功率回馈的高速恒压变量柱塞泵驱动及变载荷试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速恒压变量柱塞泵驱动及变载荷试验装置，包括：高速恒压变量柱塞泵、驱动马达和功率回馈马达；所述驱动马达为双出轴马达，所述驱动马达的一端与所述高速恒压变量柱塞泵的驱动轴相连，所述驱动马达的另一端与所述功率回馈马达的输出轴相连；所述驱动马达输出的机械能传输给所述高速恒压变量柱塞泵，所述高速恒压变量柱塞泵将所述机械能转化为液压能并回输至所述功率回馈马达，所述功率回馈马达将所述液压能转化为机械能并传输给所述驱动马达。

Description

基于功率回馈的高速恒压变量柱塞泵驱动及变载荷试验装置

技术领域

本发明涉及机械液压技术领域，特别是涉及一种基于功率回馈的高速恒压变量柱塞泵驱动及变载荷试验装置。

背景技术

随着机载液压泵源系统逐渐向高速、高压和大功率方向发展，恒压变量柱塞泵由于其结构特点，具备良好的高速高压以及恒压特性，在航空领域得到了广泛的应用，为了保证恒压变量柱塞泵各项性能指标和使用可靠性，例如排量、转速、压力、流量以及流体脉动特性等指标，需要在产品出厂前或者样机预研阶段对被试泵进行测试。

在液压泵加载试验领域，目前国家标准给出了现行试验装置，其中被试液压泵采用电动机拖动，负载端采用溢流阀或者节流阀实现加载，是一种典型的节流加载模式，该试验装置结构简单，但由于节流加载会导致大量能量损失，故通常用于中小功率液压泵的试验系统。

但是，对于高速高压大功率特征的恒压变量柱塞泵来说，存在以下问题：第一，由于泵的功率较大，采用传统节流加载模式，大量的液压能在节流口转换为热能耗散，能量损耗严重，同时还会加剧油液发热，使液压系统性能和可靠性降级。第二，由于泵的高速性，对泵的驱动系统提出了更高的要求。第三，为了能够更加真实的模拟实际工况，需要试验装置负载端能够实现变载荷加载。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种基于功率回馈的高速恒压变量柱塞泵驱动及变载荷试验装置，通过以下技术方案实现。

一种高速恒压变量柱塞泵驱动及变载荷试验装置，包括：高速恒压变量柱塞泵、驱动马达和功率回馈马达；所述驱动马达为双出轴马达，所述驱动马达的一端与所述高速恒压变量柱塞泵的驱动轴相连，所述驱动马达的另一端与所述功率回馈马达的输出轴相连；所述驱动马达输出的机械能传输给所述高速恒压变量柱塞泵，所述高速恒压变量柱塞泵将所述机械能转化为液压能并回输至所述功率回馈马达，所述功率回馈马达将所述液压能转化为机械能并传输给所述驱动马达。

进一步地，所述试验装置还包括测控系统和速度传感器，所述速度传感器配置在所述高速恒压变量柱塞泵和驱动马达之间，用于测量所述驱动马达的转速；所述测控系统接收所述速度传感器的测量数据以对所述驱动马达的转速进行调控。

进一步地，所述高速恒压变量柱塞泵、驱动马达和功率回馈马达同轴连接，且三者转速相同。

进一步地，所述功率回馈马达为斜盘式电控变排量液压马达，通过所述测控系统输出的指令信号控制所述斜盘式电控变排量液压马达的斜盘摆角，使斜盘式电控变排量液压马达的排量发生变化，从而改变所述试验装置的负载的大小。

进一步地，所述试验装置还包括安全阀，所述安全阀用于监测所述试验装置的压力，当所述试验装置的压力达到所述安全阀的调定压力时，所述安全阀进行卸荷。

其中，所述驱动马达采用液压驱动和伺服控制方式，动态响应和调速范围大。

其中，所述功率回馈马达的排量可以根据所述测控系统输入的指令信号发生改变，进而使得负载根据指令信号实时变化，实现变载荷加载。

本发明的有益效果：①试验装置采用容积加载模式，由功率回馈马达作为泵的负载端，解决了试验系统负载端能量损耗严重的问题，大大减少了系统发热。②试验装置驱动系统当中，负载端的功率回馈马达与驱动马达直接耦连，可实现能量回收再利用，节约大量能源。采用液压驱动和伺服控制的方式，实现泵的高速驱动和调速需求，驱动马达采用双出轴这一特殊结构，实现驱动系统中泵马达元件同轴布置，布局紧凑。③容积加载模式下，通过改变功率回馈马达的排量进而改变负载的大小，从而实现变载荷加载，变载荷加载可以更加真实的模拟实际工况。

附图说明

图1本发明具体实施方式的基于功率回馈的高速恒压变量柱塞泵驱动及变载荷试验装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明的基于功率回馈的高速恒压变量柱塞泵驱动及变载荷试验装置做详细说明。高速恒压变量柱塞泵驱动及变载荷试验装置包括：高速恒压变量柱塞泵2、驱动马达4和功率回馈马达5；驱动马达4为双出轴马达，驱动马达4的一端与高速恒压变量柱塞泵2的驱动轴相连，驱动马达4的另一端与功率回馈马达5的输出轴相连；驱动马达4输出的机械能传输给高速恒压变量柱塞泵2，高速恒压变量柱塞泵2将机械能转化为液压能并回输至功率回馈马达5，功率回馈马达5将液压能转化为机械能并传输给驱动马达4。

功率回馈马达5的输出扭矩和驱动马达4的输出扭矩形成合力，共同驱动高速恒压变量柱塞泵2即被试泵，实现了能量的回收再利用。

试验装置还包括测控系统和速度传感器3，速度传感器3配置在高速恒压变量柱塞泵2和驱动马达4之间，用于测量驱动马达4的转速；测控系统接收速度传感器3的测量数据以对驱动马达4的转速进行调控。

高速恒压变量柱塞泵2、驱动马达4和功率回馈马达5同轴连接，且三者转速相同。功率回馈马达5为斜盘式电控变排量液压马达，通过测控系统输出的指令信号控制斜盘式电控变排量液压马达的斜盘摆角，使斜盘式电控变排量液压马达的排量发生变化，从而改变所述试验装置的负载的大小。试验装置还包括安全阀1，安全阀1用于监测试验装置的压力，当试验装置的压力达到安全阀1的调定压力时，安全阀1进行卸荷。

上述实施方式中，功率回馈马达5回输的功率是通过它的轴直接驱动上述高速恒压变量柱塞泵2的，从传递转矩大小来看，功率回馈马达5回输的转矩不足以驱动上述高速恒压变量柱塞泵2，相差的那部分由同轴的驱动马达4输出机械功率来补偿。

上述实施方式中，试验装置的负载端元件为功率回馈马达5，优选为斜盘式电控变排量液压马达，该斜盘式电控变排量液压马达可通过上述测控系统输出的指令信号控制液压马达的斜盘摆角，使马达的排量发生变化，从而改变负载的大小，实现变载荷加载需求。

显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种高速恒压变量柱塞泵驱动及变载荷试验装置，其特征在于，

包括：高速恒压变量柱塞泵(2)、驱动马达(4)和功率回馈马达(5)；所述驱动马达(4)为双出轴马达，所述驱动马达(4)的一端与所述高速恒压变量柱塞泵(2)的驱动轴相连，所述驱动马达(4)的另一端与所述功率回馈马达(5)的输出轴相连；

所述驱动马达(4)输出的机械能传输给所述高速恒压变量柱塞泵(2)，所述高速恒压变量柱塞泵(2)将所述机械能转化为液压能并回输至所述功率回馈马达(5)，所述功率回馈马达(5)将所述液压能转化为机械能并传输给所述驱动马达(4)；

所述高速恒压变量柱塞泵(2)、驱动马达(4)和功率回馈马达(5)同轴连接，且三者转速相同；

所述试验装置还包括测控系统和速度传感器(3)，所述速度传感器(3)配置在所述高速恒压变量柱塞泵(2)和驱动马达(4)之间，用于测量所述驱动马达(4)的转速；所述测控系统接收所述速度传感器(3)的测量数据以对所述驱动马达(4)的转速进行调控；

所述功率回馈马达(5)为斜盘式电控变排量液压马达，通过所述测控系统输出的指令信号控制所述斜盘式电控变排量液压马达的斜盘摆角，使斜盘式电控变排量液压马达的排量发生变化，从而改变所述试验装置的负载的大小。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，

所述试验装置还包括安全阀(1)，所述安全阀(1)用于监测所述试验装置的压力，当所述试验装置的压力达到所述安全阀(1)的调定压力时，所述安全阀(1)进行卸荷。