CN114483563B - 一种四象限液压泵性能优化测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种四象限液压泵性能优化测试系统及方法，该系统包括电动/发电机、转矩转速传感器、多个被测试泵、多个单向阀、安全阀、过滤器、冷却器、流量传感器、比例溢流阀、多个二位二通电磁换向阀、比例节流阀、测功系统、多个压力传感器、电动/发电机控制器、测试系统控制器、动力模块及测功系统控制器。本发明通过设计多个单向阀组成液压整流桥，自动调整不同工况下的液流方向，实现同一液压系统对各工况的性能测试，通过比例溢流阀、测功系统实现多种类负载下泵的性能测试，本发明既实现了传统液压泵性能参数的测试，又实现了多种典型应用场景时实际负载工况下泵的各项性能测试，以及典型泵控混合动力系统关键元件参数匹配性优化测试。

Description

一种四象限液压泵性能优化测试系统及方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别指一种四象限液压泵性能优化测试系统及方法。

背景技术

面对日益严峻的全球性能源危机和环境污染，量大且面广、能源使用率低的液压驱动技术亟需寻求新的发展。在此背景下，液压节能技术获得了广泛的研究。作为液压节能技术的一种典型形式，阀控系统液压混合动力技术已经在挖掘机、装载机等机型上获得了一定的应用，而由于四象限液压泵技术不成熟等原因，目前泵控液压混合动力技术还未获得较好的应用。随着泵控系统液压混合动力技术的发展，对具备四象限工作特性的液压泵提出了新的要求。

目前市面上的液压泵/马达测试系统一般功能单一，仅能测试单一工况或者单一转向下的性能参数。现有可查询到的液压泵四象限测试系统专利有一种适用于四象限液压泵的综合性能试验系统(申请号为202011077741.1的中国发明)和液压泵马达四象限工作的性能检测方法(申请号为201110187154.2的中国发明)。其中，一种适用于四象限液压泵的综合性能试验系统是通过液压蓄能器为被测试泵/马达输出高压油，实现被测试泵/马达的马达工况测试，该测试方法无法模拟四象限液压泵实际马达工况下的负值负载，也无法量化调整不同负值负载大小，使得测试效果具有局限性；液压泵马达四象限工作的性能检测方法则通过电机驱动液压泵输出高压油实现被测试泵/马达的马达工况测试，其同样具有以上局限性，难以实现可控变负值负载下的测试，也无法实现泵控系统的元件参数匹配优化测试。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种四象限液压泵性能优化测试系统及方法，可实现泵在不同负载情况下的性能测试，以及实现泵控系统的元件参数匹配优化。

第一方面，本发明提供了一种四象限液压泵性能优化测试系统，所述系统包括电动/发电机、转矩转速传感器、第一被测试泵、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、安全阀、第五单向阀、过滤器、冷却器、流量传感器、第六单向阀、第七单向阀、第八单向阀、第九单向阀、比例溢流阀、第一二位二通电磁换向阀、第二二位二通电磁换向阀、第十单向阀、第十一单向阀、第十二单向阀、第十三单向阀、比例节流阀、第二被测试泵、测功系统、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、电动/发电机控制器、测试系统控制器、动力模块、测功系统控制器；

电动/发电机、转矩转速传感器、第一被测试泵机械相连；第二被测试泵与测功系统机械相连；第一被测试泵的B口与第三压力传感器、第一单向阀的A口、第四单向阀的B口、流量传感器的A口连接；第一被测试泵的A口与第四压力传感器、第二单向阀的A口、第三单向阀的B口、过滤器的B口连接；第一单向阀的B口与第二单向阀的B口、安全阀的A口连接；安全阀的B口与第四单向阀的A口、第三单向阀的A口、第五单向阀的B口相连；第五单向阀的A口连接液压油箱；流量传感器的B口与第六单向阀的A口、第九单向阀的B口、第二二位二通电磁换向阀的P口相连；过滤器的A口与第七单向阀的A口、第八单向阀的B口、第一二位二通电磁换向阀的P口相连；第六单向阀的B口与第七单向阀的B口、比例溢流阀的A口相连；比例溢流阀的B口与第九单向阀的A口、第八单向阀的A口相连；第二二位二通电磁换向阀的A口与第十单向阀的A口、第十三单向阀的B口、第二压力传感器、第二被测试泵的A口相连；第一二位二通电磁换向阀的A口与第十一单向阀的A口、第十二单向阀的B口、第一压力传感器、第二被测试泵的B口相连；第十单向阀的B口与第十一单向阀的B口、比例节流阀的A口相连；比例节流阀的B口与第十三单向阀的A口、第十二单向阀的A口相连；电动/发电机控制器与电动/发电机、转矩转速传感器、测试系统控制器电气相连；测试系统控制器与第一被测试泵的排量调节机构、第二被测试泵排量调节机构、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、流量传感器、比例溢流阀的电磁铁、第一二位二通电磁换向阀的电磁铁、第二二位二通电磁换向阀的电磁铁、比例节流阀的电磁铁、测功系统控制器电气相连；测功系统与测功系统控制器电气相连；动力模块与电动/发电机控制器、测试系统控制器、测功系统控制器电气相连。

进一步的，除机械连接、电气连接以外的其他连接都为油路连接。

进一步的，所述电动/发电机包括电动模式和发电模式。

进一步的，所述第一被测试泵和第二被测试泵包括四象限液压泵或其他液压泵/马达。

进一步的，所述第一被测试泵与第二被测试泵的类型与参数根据测试要求自由搭配。

进一步的，所述动力模块包括动力电池、超级电容和交流电网供电，用以实现单独直流供电、单独交流供电以及复合供电模式。

进一步的，所述测功系统通过飞轮结构储存惯性负载，所述测功系统所存储惯性负载大小通过比例节流阀机构实现调整。

进一步的，所述系统的补油回路使用第五单向阀补油或使用补油系统补油。

第二方面，本发明提供了一种四象限液压泵性能优化测试方法，需提供如第一方面所述的四象限液压泵性能优化测试系统，所述方法包括：

步骤1、在对第一被测试泵正转泵工况测试时：

此时电动/发电机工作在正转电机模式，通过测试系统控制器调节第一被测试泵排量为测试要求所需排量；

让第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁不得电，通过测试系统控制器调节比例溢流阀电磁铁输出信号，实现不同负载大小及类型下的泵各项性能测试；或者让第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁得电，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，通过第二被测试泵和测功系统的加载，可实现第一被测试泵正向泵工况下的负载加载，此时第二被测试泵工作在正转马达工况，测功系统工作在正转负载工况，其加载的负载可模拟第一被测试泵实际工作负载；

在该测试过程中，第一被测试泵的输入转速、转矩参数由电动/发电机控制器发送至测试系统控制器存储，压力、流量信号由对应的传感器采集并发送至测试系统控制器存储；

步骤2、在对第一被测试泵反转泵工况测试时：

此时电动/发电机工作在反转电机模式，通过测试系统控制器调节第一被测试泵排量为测试要求所需排量；

让第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁不得电，通过测试系统控制器调节比例溢流阀电磁铁输出信号，实现不同负载大小及类型下的泵各项性能测试；或者让第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁得电，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，通过第二被测试泵和测功系统的加载，可实现第一被测试泵反向泵工况下的负载加载，此时第二被测试泵工作在反转马达工况，测功系统工作在反转负载工况，其加载的负载可模拟第一被测试泵实际工作负载；

在该测试过程中，第一被测试泵的输入转速、转矩参数由电动/发电机控制器发送至测试系统控制器存储，压力、流量信号由对应的传感器采集并发送至测试系统控制器存储；

步骤3、在对第一被测试泵正转马达工况测试时：

此时电动/发电机工作在正转发电模式，通过测试系统控制器调节第一被测试泵排量为测试要求所需排量，第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁得电，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，使得由第二被测试泵和测功系统产生的高压油通过第一被测试泵，实现第一被测试泵正转马达工况下的驱动，此时第二被测试泵工作在正转泵工况，测功系统工作在正转驱动工况，测功系统维持恒定的输出，通过集成的飞轮机构实现惯性负载加载，以模拟第一被测试泵实际工作负载；

步骤4、在对第一被测试泵反转马达工况测试时：

此时电动/发电机工作在反转发电模式，通过测试系统控制器调节第一被测试泵排量为测试要求所需排量，第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁得电，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，使得由第二被测试泵和测功系统产生的高压油通过第一被测试泵，实现第一被测试泵反转马达工况下的驱动，此时第二被测试泵工作在反转泵工况，测功系统工作在反转驱动工况，测功系统维持恒定的输出，通过集成的飞轮机构实现惯性负载加载，以模拟第一被测试泵实际工作负载。

进一步的，所述方法还包括：

步骤5、对泵控马达系统参数匹配优化测试：

步骤51、对负载驱动工况参数优化测试：此时电动/发电机工作在电动模式，第一被测试泵工作在泵工况，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，第二被测试泵工作在马达工况，测功系统工作在负载工况，通过测功系统模拟所搭建泵控混合动力系统实际负载谱，在测试过程中，通过测试系统控制器综合控制第一被测试泵、第二被测试泵和电动/发电机的参数，在系统运动学特性达到要求的条件下，优化测试参数，查找系统能耗最小且最速驱动下的系统技术参数；

步骤52、对能量回收工况参数优化测试：此时电动/发电机工作在发电模式，第一被测试泵工作在马达工况，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，第二被测试泵工作在泵工况，测功系统工作在驱动工况，通过测功系统模拟所搭建泵控混合动力系统能量回收工况下的实际惯性负值负载谱，在测试过程中，通过测试系统控制器综合控制第一被测试泵、第二被测试泵和电动/发电机的参数，在系统运动学特性达到要求的条件下，优化测试参数，查找最大能量回收率且最速驱动下的系统技术参数。

本发明的优点在于：

本发明通过多个单向阀组成液压整流桥，可自动调整四象限液压泵不同工况下的液流方向，实现通过同一液压系统执行四象限液压泵各工况的性能测试，并通过比例溢流阀、测功系统实现四象限液压泵多种类负载下的性能测试，本发明不仅可以实现传统液压泵性能参数的测试要求，还可以实现四象限液压泵在多种典型应用场景时实际负载工况下的各项性能测试，以及典型泵控混合动力系统关键元件参数匹配性优化测试，弥补了传统液压泵性能测试平台功能单一，测试工况脱离实际使用工况的不足。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种四象限液压泵性能优化测试系统的结构示意图。图中，双向实线表示的是强电连接，虚线表示的是弱电(信号)连接，两条双向线代表的是单相电，三条双向线代表的是三相电，箭头代表传输方向：单向箭头代表单向传输，双向箭头代表双向交互。

图2是本发明一种四象限液压泵性能优化测试方法中第一被测试泵正转马达工况测试流程示意图。

图3是本发明一种四象限液压泵性能优化测试方法中第一被测试泵反转泵工况测试流程示意图。

图4是本发明一种四象限液压泵性能优化测试方法中第一被测试泵正转泵工况测试流程示意图。

图5是本发明一种四象限液压泵性能优化测试方法中第一被测试泵反转马达工况测试流程示意图。

具体实施方式

请参照图1所示，本发明提供一种四象限液压泵性能优化测试系统，所述系统包括电动/发电机(1)、转矩转速传感器(2)、第一被测试泵(3)、第一单向阀(4)、第二单向阀(5)、第三单向阀(6)、第四单向阀(7)、安全阀(8)、第五单向阀(9)、过滤器(10)、冷却器(11)、流量传感器(12)、第六单向阀(13)、第七单向阀(14)、第八单向阀(15)、第九单向阀(16)、比例溢流阀(17)、第一二位二通电磁换向阀(18)、第二二位二通电磁换向阀(19)、第十单向阀(20)、第十一单向阀(21)、第十二单向阀(22)、第十三单向阀(23)、比例节流阀(24)、第二被测试泵(25)、测功系统(26)、第一压力传感器(27)、第二压力传感器(28)、第三压力传感器(29)、第四压力传感器(30)、电动/发电机控制器(31)、测试系统控制器(32)、动力模块(33)、测功系统控制器(34)；

电动/发电机(1)、转矩转速传感器(2)、第一被测试泵(3)机械相连；第二被测试泵(25)与测功系统(26)机械相连；第一被测试泵(3)的B口与第三压力传感器(29)、第一单向阀(4)的A口、第四单向阀(7)的B口、流量传感器(12)的A口连接；第一被测试泵(3)的A口与第四压力传感器(30)、第二单向阀(5)的A口、第三单向阀(6)的B口、过滤器(10)的B口连接；第一单向阀(4)的B口与第二单向阀(5)的B口、安全阀(8)的A口连接；安全阀(8)的B口与第四单向阀(7)的A口、第三单向阀(6)的A口、第五单向阀(9)的B口相连；第五单向阀(9)的A口连接液压油箱；流量传感器(12)的B口与第六单向阀(13)的A口、第九单向阀(16)的B口、第二二位二通电磁换向阀(19)的P口相连；过滤器(10)的A口与第七单向阀(14)的A口、第八单向阀(15)的B口、第一二位二通电磁换向阀(18)的P口相连；第六单向阀(13)的B口与第七单向阀(14)的B口、比例溢流阀(17)的A口相连；比例溢流阀(17)的B口与第九单向阀(16)的A口、第八单向阀(15)的A口相连；第二二位二通电磁换向阀(19)的A口与第十单向阀(20)的A口、第十三单向阀(23)的B口、第二压力传感器(28)、第二被测试泵(25)的A口相连；第一二位二通电磁换向阀(18)的A口与第十一单向阀(21)的A口、第十二单向阀(22)的B口、第一压力传感器(27)、第二被测试泵(25)的B口相连；第十单向阀(20)的B口与第十一单向阀(21)的B口、比例节流阀(24)的A口相连；比例节流阀(24)的B口与第十三单向阀(23)的A口、第十二单向阀(22)的A口相连；电动/发电机控制器(31)与电动/发电机(1)、转矩转速传感器(2)、测试系统控制器(32)电气相连，所述测试系统控制器(32)通过电动/发电机控制器(31)控制电动/发电机(1)和转矩转速传感器(2)；测试系统控制器(32)与第一被测试泵(3)的排量调节机构、第二被测试泵(25)排量调节机构、第一压力传感器(27)、第二压力传感器(28)、第三压力传感器(29)、第四压力传感器(30)、流量传感器(12)、比例溢流阀(17)的电磁铁、第一二位二通电磁换向阀(18)的电磁铁、第二二位二通电磁换向阀(19)的电磁铁、比例节流阀(24)的电磁铁、测功系统控制器(34)电气相连；测功系统(26)与测功系统控制器(34)电气相连；动力模块(33)与电动/发电机控制器(31)、测试系统控制器(32)、测功系统控制器(34)电气相连。

较佳的，除机械连接、电气连接以外的其他连接都为油路连接。

较佳的，所述电动/发电机包括电动模式和发电模式。

较佳的，所述第一被测试泵和第二被测试泵包括四象限液压泵或其他液压泵/马达(比如常规的柱塞泵、叶片泵、齿轮泵及柱塞马达等均适用于本系统进行相应的测试)。四象限液压泵是工况最为复杂的泵马达模块，本发明搭建的系统实验台可满足四象限液压泵的测试要求的情况下，也完全可以满足其他泵或者马达的测试要求。

较佳的，所述第一被测试泵与第二被测试泵的类型与参数根据测试要求自由搭配，实现灵活测试。

较佳的，所述动力模块包括动力电池、超级电容和交流电网供电，用以实现单独直流供电、单独交流供电以及复合供电模式。具体的，可通过动力电池或超级电容实现单独直流供电，通过交流电网供电实现单独交流供电，通过动力电池、超级电容和交流电网供电三种中任意两个或三个组合实现复合供电模式。

较佳的，所述测功系统通过飞轮结构储存惯性负载，所述测功系统所存储惯性负载大小通过比例节流阀机构实现调整，所述测功系统具备负载工况与驱动工况，所述测功系统还包括可以模拟惯性负载的其他机构，所述其它机构包括实际卷扬系统。

较佳的，所述系统的补油回路使用第五单向阀(9)补油或使用补油系统补油。所述第五单向阀可作为测试系统的补油阀，用于补充因为泄漏等引起的油液，可以根据元件3的转向，选择油箱-第五单向阀(9)-第四单向阀(7)/第三单向阀(6)-第一被测试泵(3)的一个补油过程，且补油回路不仅限于通过单向阀补油，还包括使用补油系统补油。

本发明测试系统的工作原理如下：

所述电动/发电机控制器(31)结合转矩转速传感器(2)实时控制与获取电动/发电机(1)转速n1，转矩T1，电压U1，电流I1；所述第三压力传感器(29)、第四压力传感器(30)分别实时测得第一被测试泵(3)的B口压力pi1和A口的压力pi2；所述流量传感器(12)实时测得流经测试系统的流量Q；

所述第一单向阀(4)、第二单向阀(5)、第三单向阀(6)、第四单向阀(7)组成液压整流桥，使得无论液压油如何流动，均可实现从安全阀(8)的A口流入，B口流出；

所述第六单向阀(13)、第七单向阀(14)、第八单向阀(15)、第九单向阀(16)组成液压整流桥，使得无论液压油如何流动，均可实现从比例溢流阀(17)的A口流入，B口流出，比例溢流阀(17)作为本测试平台泵工况的负载加载模块，可以通过测试系统控制器(32)改变输入至比例溢流阀(17)的电信号，以实现不同负载类型的加载测试；

所述第十单向阀(20)、第十一单向阀(21)、第十二单向阀(22)、第十三单向阀(23)组成液压整流桥，使得无论液压油如何流动，均可实现从比例节流阀(24)的A口流入，B口流出，该比例节流阀(24)可用调整测功系统(26)存储惯性负载的大小；该第一压力传感器(27)、第二压力传感器(28)分别实时测得第二被测试泵(25)的B口压力pi3和A口的压力pi4；该测功系统控制器(34)实时控制测功系统(26)，采集测功系统转速n2，转矩T2等参数。

实际操作中，通过第一被测试泵(3)的A口和B口压力可以计算出两端压差，将其与流量传感器(12)获得的流量进行相乘，就可以获得元件3的输出功率；通过检测到的电压和电流信息，可以计算元件3的输入功率，根据元件3的输入功率和输出功率，既可以计算元件3的效率，从而对元件3的性能进行评价。

所述第五单向阀(9)作为测试系统的补油阀，用于补充因为泄漏等引起的油液；

所述过滤器(10)用于过滤测试系统液压油；

所述冷却器(11)用于维持测试系统液压油为一恒定值，保证测试的可重复性与准确性。

如图1至图5所示，本发明提供了一种四象限液压泵性能优化测试方法，需提供如上所述的四象限液压泵性能优化测试系统，所述方法包括：

步骤1、在对第一被测试泵(3)正转泵工况测试(第一象限)时：

此时电动/发电机(1)工作在正转电机模式，通过测试系统控制器(32)调节第一被测试泵(3)排量为测试要求所需排量；

让第一二位二通电磁换向阀(18)与第二二位二通电磁换向阀(19)电磁铁不得电，通过测试系统控制器(32)调节比例溢流阀(17)电磁铁输出信号，实现不同负载大小及类型下的泵各项性能测试；即当两个阀不得电时，第一被测试泵(3)和第二被测试泵(25)进出油口之间的直线通道是被两个阀断开的，第一被测试泵(3)输出的高压油只能通过溢流阀(17)流回到它的吸油口，此时溢流阀相当于是第一被测试泵(3)的负载，通过信号调整溢流阀的设定压力，就可以模拟不同的负载大小。或者让第一二位二通电磁换向阀(18)与第二二位二通电磁换向阀(19)电磁铁得电，控制比例溢流阀(17)和比例节流阀(24)的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，通过第二被测试泵(25)和测功系统(26)的加载，可实现第一被测试泵(3)正向泵工况下的负载加载，此时第二被测试泵(25)工作在正转马达工况，测功系统工作在正转负载工况，其加载的负载可模拟第一被测试泵(3)实际工作负载；即当两个阀得电时，此时第一被测试泵(3)和第二被测试泵(25)进出油口之间的直线通道被两个阀连通，此时第二被测试泵(25)的负载可以通过测功机来进行模拟，为了保证第二被测试泵(25)的输出液压油全部流入第二被测试泵(25)，就需要通过控制信号使比例溢流阀(17)和比例节流阀(24)关闭，没有油液流过；

在该第一被测试泵(3)正转泵工况测试过程中，第一被测试泵(3)的输入转速、转矩参数由电动/发电机控制器(31)发送至测试系统控制器(32)存储，压力、流量信号由对应的传感器采集并发送至测试系统控制器(32)存储。

步骤2、在对第一被测试泵(3)反转泵工况测试(第二象限)时：

此时电动/发电机(1)工作在反转电机模式，通过测试系统控制器(32)调节第一被测试泵(3)排量为测试要求所需排量；

让第一二位二通电磁换向阀(18)与第二二位二通电磁换向阀(19)电磁铁不得电，通过测试系统控制器(32)调节比例溢流阀(17)电磁铁输出信号，实现不同负载大小及类型下的泵各项性能测试；或者让第一二位二通电磁换向阀(18)与第二二位二通电磁换向阀(19)电磁铁得电，控制比例溢流阀(17)和比例节流阀(24)的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，通过第二被测试泵(25)和测功系统(26)的加载，可实现第一被测试泵(3)反向泵工况下的负载加载，此时第二被测试泵(25)工作在反转马达工况，测功系统(26)工作在反转负载工况，其加载的负载可模拟第一被测试泵(3)实际工作负载；

在该第一被测试泵(3)反转泵工况测试过程中，第一被测试泵(3)的输入转速、转矩参数由电动/发电机控制器(31)发送至测试系统控制器(32)存储，压力、流量信号由对应的传感器采集并发送至测试系统控制器(32)存储。

步骤3、在对第一被测试泵(3)正转马达工况测试(第四象限)时：

此时电动/发电机(1)工作在正转发电模式，通过测试系统控制器(32)调节第一被测试泵(3)排量为测试要求所需排量，第一二位二通电磁换向阀(18)与第二二位二通电磁换向阀(19)电磁铁得电，控制比例溢流阀(17)和比例节流阀(24)的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，使得由第二被测试泵(25)和测功系统(26)产生的高压油通过第一被测试泵(3)，实现第一被测试泵(3)正转马达工况下的驱动，此时第二被测试泵(25)工作在正转泵工况，测功系统(26)工作在正转驱动工况，测功系统维持恒定的输出，通过集成的飞轮机构实现惯性负载加载，以模拟第一被测试泵(3)实际工作负载；

步骤4、在对第一被测试泵(3)反转马达工况测试(第三象限)时：

此时电动/发电机(1)工作在反转发电模式，通过测试系统控制器(32)调节第一被测试泵(3)排量为测试要求所需排量，第一二位二通电磁换向阀(18)与第二二位二通电磁换向阀(19)电磁铁得电，控制比例溢流阀(17)和比例节流阀(24)的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，使得由第二被测试泵(25)和测功系统(26)产生的高压油通过第一被测试泵(3)，实现第一被测试泵(3)反转马达工况下的驱动，此时第二被测试泵(25)工作在反转泵工况，测功系统(26)工作在反转驱动工况，测功系统维持恒定的输出，通过集成的飞轮机构实现惯性负载加载，以模拟第一被测试泵(3)实际工作负载。

较佳的，所述方法还包括：

步骤5、对泵控马达系统参数匹配优化测试：

步骤51、对负载驱动工况参数优化测试：此时电动/发电机(1)工作在电动模式，第一被测试泵(3)工作在泵工况，控制比例溢流阀(17)和比例节流阀(24)的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，第二被测试泵(25)工作在马达工况，测功系统(26)工作在负载工况，通过测功系统(26)模拟所搭建泵控混合动力系统实际负载谱，在测试过程中，通过测试系统控制器(32)综合控制第一被测试泵(3)、第二被测试泵(25)和电动/发电机(1)的参数，在系统运动学特性达到要求的条件下，优化测试参数，查找系统能耗最小且最速驱动下的系统技术参数，包括电机转速和转矩，液压泵的排量、压力，液压马达的转矩、转速、排量、压差，测功系统的转矩转速，电动/发电机两端的电压及通过的电流等；

步骤52、对能量回收工况参数优化测试：此时电动/发电机(1)工作在发电模式，第一被测试泵(3)工作在马达工况，控制比例溢流阀(17)和比例节流阀(24)的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，第二被测试泵(25)工作在泵工况，测功系统(26)工作在驱动工况，通过测功系统(26)模拟所搭建泵控混合动力系统能量回收工况下的实际惯性负值负载谱，在测试过程中，通过测试系统控制器(32)综合控制第一被测试泵(3)、第二被测试泵(25)和电动/发电机(1)的参数，在系统运动学特性达到要求的条件下，优化测试参数，查找最大能量回收率且最速驱动下的系统技术参数，包括电机转速和转矩，液压泵的排量、压力，液压马达的转矩、转速、排量、压差，测功系统的转矩转速，电动/发电机两端的电压及通过的电流等。

所述步骤51和步骤52不分先后顺序执行。

本发明通过多个单向阀组成液压整流桥，可自动调整四象限液压泵不同工况下的液流方向，实现通过同一液压系统执行四象限液压泵各工况的性能测试；通过比例溢流阀、测功系统实现四象限液压泵多种类负载下的性能测试，使得测试系统不仅可实现传统液压泵性能参数的测试要求，还可以实现四象限液压泵在多种典型应用场景时实际负载工况下的各项性能测试，以及典型泵控混合动力系统关键元件参数匹配性优化测试，弥补了传统液压泵性能测试平台功能单一，测试工况脱离实际使用工况的不足。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种四象限液压泵性能优化测试系统，其特征在于：所述系统包括电动/发电机(1)、转矩转速传感器(2)、第一被测试泵(3)、第一单向阀(4)、第二单向阀(5)、第三单向阀(6)、第四单向阀(7)、安全阀(8)、第五单向阀(9)、过滤器(10)、冷却器(11)、流量传感器(12)、第六单向阀(13)、第七单向阀(14)、第八单向阀(15)、第九单向阀(16)、比例溢流阀(17)、第一二位二通电磁换向阀(18)、第二二位二通电磁换向阀(19)、第十单向阀(20)、第十一单向阀(21)、第十二单向阀(22)、第十三单向阀(23)、比例节流阀(24)、第二被测试泵(25)、测功系统(26)、第一压力传感器(27)、第二压力传感器(28)、第三压力传感器(29)、第四压力传感器(30)、电动/发电机控制器(31)、测试系统控制器(32)、动力模块(33)、测功系统控制器(34)；

电动/发电机(1)、转矩转速传感器(2)、第一被测试泵(3)机械相连；第二被测试泵(25)与测功系统(26)机械相连；第一被测试泵(3)的B口与第三压力传感器(29)、第一单向阀(4)的A口、第四单向阀(7)的B口、流量传感器(12)的A口连接；第一被测试泵(3)的A口与第四压力传感器(30)、第二单向阀(5)的A口、第三单向阀(6)的B口、过滤器(10)的B口连接；第一单向阀(4)的B口与第二单向阀(5)的B口、安全阀(8)的A口连接；安全阀(8)的B口与第四单向阀(7)的A口、第三单向阀(6)的A口、第五单向阀(9)的B口相连；第五单向阀(9)的A口连接液压油箱；流量传感器(12)的B口与第六单向阀(13)的A口、第九单向阀(16)的B口、第二二位二通电磁换向阀(19)的P口相连；过滤器(10)的A口与第七单向阀(14)的A口、第八单向阀(15)的B口、第一二位二通电磁换向阀(18)的P口相连；第六单向阀(13)的B口与第七单向阀(14)的B口、比例溢流阀(17)的A口相连；比例溢流阀(17)的B口与第九单向阀(16)的A口、第八单向阀(15)的A口相连；第二二位二通电磁换向阀(19)的A口与第十单向阀(20)的A口、第十三单向阀(23)的B口、第二压力传感器(28)、第二被测试泵(25)的A口相连；第一二位二通电磁换向阀(18)的A口与第十一单向阀(21)的A口、第十二单向阀(22)的B口、第一压力传感器(27)、第二被测试泵(25)的B口相连；第十单向阀(20)的B口与第十一单向阀(21)的B口、比例节流阀(24)的A口相连；比例节流阀(24)的B口与第十三单向阀(23)的A口、第十二单向阀(22)的A口相连；电动/发电机控制器(31)与电动/发电机(1)、转矩转速传感器(2)、测试系统控制器(32)电气相连；测试系统控制器(32)与第一被测试泵(3)的排量调节机构、第二被测试泵(25)排量调节机构、第一压力传感器(27)、第二压力传感器(28)、第三压力传感器(29)、第四压力传感器(30)、流量传感器(12)、比例溢流阀(17)的电磁铁、第一二位二通电磁换向阀(18)的电磁铁、第二二位二通电磁换向阀(19)的电磁铁、比例节流阀(24)的电磁铁、测功系统控制器(34)电气相连；测功系统(26)与测功系统控制器(34)电气相连；动力模块(33)与电动/发电机控制器(31)、测试系统控制器(32)、测功系统控制器(34)电气相连。

2.如权利要求1所述的一种四象限液压泵性能优化测试系统，其特征在于：除机械连接、电气连接以外的其他连接都为油路连接。

3.如权利要求1所述的一种四象限液压泵性能优化测试系统，其特征在于：所述电动/发电机包括电动模式和发电模式。

4.如权利要求1所述的一种四象限液压泵性能优化测试系统，其特征在于：所述第一被测试泵和第二被测试泵包括四象限液压泵或其他液压泵/马达。

5.如权利要求1所述的一种四象限液压泵性能优化测试系统，其特征在于：所述第一被测试泵与第二被测试泵的类型与参数根据测试要求自由搭配。

6.如权利要求1所述的一种四象限液压泵性能优化测试系统，其特征在于：所述动力模块包括动力电池、超级电容和交流电网供电，用以实现单独直流供电、单独交流供电以及复合供电模式。

7.如权利要求1所述的一种四象限液压泵性能优化测试系统，其特征在于：所述测功系统通过飞轮结构储存惯性负载，所述测功系统所存储惯性负载大小通过比例节流阀机构实现调整。

8.如权利要求1所述的一种四象限液压泵性能优化测试系统，其特征在于：所述系统的补油回路使用第五单向阀补油或使用补油系统补油。

9.一种四象限液压泵性能优化测试方法，其特征在于：需提供如权利要求1至8任意一项所述的四象限液压泵性能优化测试系统，所述方法包括：

步骤1、在对第一被测试泵正转泵工况测试时：

此时电动/发电机工作在正转电机模式，通过测试系统控制器调节第一被测试泵排量为测试要求所需排量；

让第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁不得电，通过测试系统控制器调节比例溢流阀电磁铁输出信号，实现不同负载大小及类型下的泵各项性能测试；或者让第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁得电，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，通过第二被测试泵和测功系统的加载，可实现第一被测试泵正向泵工况下的负载加载，此时第二被测试泵工作在正转马达工况，测功系统工作在正转负载工况，其加载的负载可模拟第一被测试泵实际工作负载；

在该测试过程中，第一被测试泵的输入转速、转矩参数由电动/发电机控制器发送至测试系统控制器存储，压力、流量信号由对应的传感器采集并发送至测试系统控制器存储；

步骤2、在对第一被测试泵反转泵工况测试时：

此时电动/发电机工作在反转电机模式，通过测试系统控制器调节第一被测试泵排量为测试要求所需排量；

让第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁不得电，通过测试系统控制器调节比例溢流阀电磁铁输出信号，实现不同负载大小及类型下的泵各项性能测试；或者让第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁得电，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，通过第二被测试泵和测功系统的加载，可实现第一被测试泵反向泵工况下的负载加载，此时第二被测试泵工作在反转马达工况，测功系统工作在反转负载工况，其加载的负载可模拟第一被测试泵实际工作负载；

在该测试过程中，第一被测试泵的输入转速、转矩参数由电动/发电机控制器发送至测试系统控制器存储，压力、流量信号由对应的传感器采集并发送至测试系统控制器存储；

步骤3、在对第一被测试泵正转马达工况测试时：

此时电动/发电机工作在正转发电模式，通过测试系统控制器调节第一被测试泵排量为测试要求所需排量，第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁得电，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，使得由第二被测试泵和测功系统产生的高压油通过第一被测试泵，实现第一被测试泵正转马达工况下的驱动，此时第二被测试泵工作在正转泵工况，测功系统工作在正转驱动工况，测功系统维持恒定的输出，通过集成的飞轮机构实现惯性负载加载，以模拟第一被测试泵实际工作负载；

步骤4、在对第一被测试泵反转马达工况测试时：

此时电动/发电机工作在反转发电模式，通过测试系统控制器调节第一被测试泵排量为测试要求所需排量，第一二位二通电磁换向阀与第二二位二通电磁换向阀电磁铁得电，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，使得由第二被测试泵和测功系统产生的高压油通过第一被测试泵，实现第一被测试泵反转马达工况下的驱动，此时第二被测试泵工作在反转泵工况，测功系统工作在反转驱动工况，测功系统维持恒定的输出，通过集成的飞轮机构实现惯性负载加载，以模拟第一被测试泵实际工作负载。

10.如权利要求9所述的一种四象限液压泵性能优化测试方法，其特征在于：所述方法还包括：

步骤5、对泵控马达系统参数匹配优化测试：

步骤51、对负载驱动工况参数优化测试：此时电动/发电机工作在电动模式，第一被测试泵工作在泵工况，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，第二被测试泵工作在马达工况，测功系统工作在负载工况，通过测功系统模拟所搭建泵控混合动力系统实际负载谱，在测试过程中，通过测试系统控制器综合控制第一被测试泵、第二被测试泵和电动/发电机的参数，在系统运动学特性达到要求的条件下，优化测试参数，查找系统能耗最小且最速驱动下的系统技术参数；

步骤52、对能量回收工况参数优化测试：此时电动/发电机工作在发电模式，第一被测试泵工作在马达工况，控制比例溢流阀和比例节流阀的输入信号，使其在测试过程中处于关闭状态，第二被测试泵工作在泵工况，测功系统工作在驱动工况，通过测功系统模拟所搭建泵控混合动力系统能量回收工况下的实际惯性负值负载谱，在测试过程中，通过测试系统控制器综合控制第一被测试泵、第二被测试泵和电动/发电机的参数，在系统运动学特性达到要求的条件下，优化测试参数，查找最大能量回收率且最速驱动下的系统技术参数。

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