CN204921540U

CN204921540U - 一种液压空化测试系统

Info

Publication number: CN204921540U
Application number: CN201520671655.1U
Authority: CN
Inventors: 陆亮; 傅新
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2025-09-01

Abstract

本实用新型公开了一种液压空化测试系统。变量柱塞泵、三个单向阀、阀台、节流阀、三通阀、风冷器、蓄能器、三个截止阀、两个溢流阀、齿轮泵、两个动压传感器、转速转矩传感器、五个温度传感器、三个流量计和三个压力表。利用变量柱塞泵、溢流阀、节流阀、风冷器和截止阀组成的主循环系统回路，模拟不同压力、流量、流阻、温度等系统参数状态及不同连接形式液压系统空化；通过蓄能器、齿轮泵和溢流阀组成的补油增压回路实现主循环回路空化的背压控制；通过不同类型传感器件的合理布局，研究液压系统主要元件性能参数在不同背压、不同空化程度下的变化情况，基于完善的数据，分析空化背压抑制技术带来的优缺点，推进无空化液压技术的发展。

Description

一种液压空化测试系统

技术领域

本实用新型涉及液压系统，尤其是涉及能够真实模拟不同系统参数与形式的一种液压空化测试系统。

背景技术

液压系统广泛应用于航空航天、工程机械、船舶车辆等大型机电液设备。空化作为液压系统顽症，在泵口吸油、阀口节流等系统工作过程中时有发生，并引起噪声振动、气蚀破坏、效率低下等严重问题。空化是传动介质压力低于饱和蒸汽压的产物，现有手段一方面通过元件结构的改进，以提升空化初生区域局部压力，但造成结构复杂、成本增加的负面影响；另一方面，通过系统增压方式，如增加泵前或阀后压力，以提升元件整体工作压力水平来抑制空化，此种方式实现简单，但同时有可能对液压元件正常工作造成负面影响，另外目前对泵转速、排量、阀口流阻、负载压力等不同工况下如何实现最优背压控制，尚无深入的研究和完善的指导理论。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种液压空化测试系统，能够真实模拟液压系统空化，能够实现液压空化背压控制，以及不同空化状态下系统参数数据采集分析的液压测试系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型包括变量柱塞泵、三个单向阀、阀台、节流阀、三通阀、风冷器、蓄能器、三个截止阀、两个溢流阀、齿轮泵、转速转矩传感器和三个流量计；

第一单向阀的一端接油箱，第一单向阀的另一端与变量柱塞泵的进油口连接，变量柱塞泵的出油口经第二单向阀、第二流量计后分为两路，一路经第三流量计后连接阀台上的节流阀的进油口，另一路经第一溢流阀接油箱，变量柱塞泵接第一流量计和转速转矩传感器：节流阀出油口接入由三通阀和风冷器组成的油路，经回油滤油器后、第二溢流阀接油箱；回油滤油器下游支路通过第三截止阀连接变量柱塞泵上游管路，第三截止阀关闭时，形成开式主循环回路，第三截止阀打开时，形成闭式主循环回路；主循环回路并联两条补油增压支路，一条由第一截止阀、第二截止阀和一个蓄能器组成的支路，另一条由第三单向阀和齿轮泵组成的支路，两条支路并联第二溢流阀，实现对主循环回路的补油增压功能。

在第一单向阀与变量柱塞泵的进油口间接有第一温度传感器和第一动压传感器；在第二单向阀与变量柱塞泵的出油口间接有第二动压传感器和第二温度传感器；在第一溢流阀和第三流量计间接有第一压力表；节流阀出油口和三通阀间接有第三压力表和第三温度传感器；在风冷器和回油滤油器间接有第四温度传感器；在第三截止阀和第一截止阀间接有第二压力表和第五温度传感器。

本实用新型具有的有益的效果是：

本实用新型利用变量柱塞泵、溢流阀、节流阀、风冷器和截止阀组成的主循环系统回路，模拟不同压力、流量、流阻、温度等系统参数状态及不同连接形式液压系统空化；通过蓄能器、齿轮泵和溢流阀组成的补油增压回路实现主循环回路背压控制，实现主循环回路空化的背压控制；通过不同类型传感器件的合理布局，研究液压系统主要元件性能参数在不同背压、不同空化程度下的变化情况，基于完善的数据，分析空化背压抑制技术带来的优缺点，提出修改意见，最终推进无空化液压技术的发展。

附图说明

图1是本实用新型的液压空化测试系统原理图。

图中：1、变量柱塞泵，2、转速转矩传感器，3.10.13、三个流量计，5.8.18.21.26、五个温度传感器，6.7、二个动压传感器，4.9.27、三个单向阀，11.16.17、三个压力表，14、阀台，15、节流阀，19、三通阀，20、风冷器，22、回油滤油器，23、蓄能器，三个24.25.30、截止阀，12.28、二个溢流阀，29、齿轮泵，31、油箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括变量柱塞泵1及其电机、三个单向阀4、9、27、阀台14、节流阀15、三通阀19、风冷器20、蓄能器23、三个截止阀24、25、30、两个溢流阀12、28、补油齿轮泵29及其电机、转速转矩传感器2和三个流量计3、10、13。

第一单向阀4的一端接油箱31，第一单向阀4的另一端与变量柱塞泵1的进油口连接，变量柱塞泵1的出油口经第二单向阀9、第二流量计10后分为两路，一路经第三流量计13后连接阀台14上节流阀15的进油口，另一路经第一溢流阀12接油箱31，变量柱塞泵1接第一流量计3和转速转矩传感器2，节流阀15出油口接入由三通阀19和风冷器20组成的油路，经回油滤油器22后、第二溢流阀28接油箱31；回油滤油器22下游支路通过第三截止阀30连接变量柱塞泵1上游管路，第三截止阀30关闭时，形成开式主循环回路，第三截止阀30打开时，形成闭式主循环回路，主循环回路流量由变量柱塞泵1决定，系统压力由第一溢流阀12控制，最高压力315bar，第一溢流阀12设定压力高于节流阀15全流量通过时的节流压力时，第一溢流阀12作安全阀用。主循环回路并联两条补油增压支路，一条由第一截止阀24、第二截止阀25和一个蓄能器23组成的支路，另一条由第三单向阀27和齿轮泵29组成的支路，两条支路并联第二溢流阀28，实现对主循环回路的补油增压功能。补油增压压力由第二溢流阀28设定，压力范围0.5-30bar。

在第一单向阀4与变量柱塞泵1的进油口间接有第一温度传感器5和第一动压传感器6；在第二单向阀9与变量柱塞泵1的出油口间接有第二动压传感器7和第二温度传感器8；在第一溢流阀12和第三流量计13间接有第一压力表11；节流阀15出油口和三通阀19间接有第三压力表17和第三温度传感器18；在风冷器20和回油滤油器22间接有第四温度传感器21；在第三截止阀30和第一截止阀24间接有第二压力表16和第五温度传感器26。

如图1所示，其主循环回路上装有多个传感仪表，以采集系统不同空化状态下的参数数据。第二流量计10用于监测变量柱塞泵1输出流量，第三流量计13用于监测流入阀台14及节流阀15流量，第一流量计3用于监测主变量柱塞泵1泄漏流量，溢流阀12做安全阀用时，第二流量计10、第三流量计13流量相等，第一流量计3、第二流量计10、第三流量计13流量变化数据反映空化对介质含气量、传动容积效率的影响；第一动压传感器6、第二动压传感器7用于监测变量柱塞泵1空化对其固有流量脉动的影响；第一温度传感器5、第二温度传感器8用于监测变量柱塞泵1空化对其内介质发热性能的影响；第二温度传感器8、第三温度传感器18用于监测节流阀15空化对期内介质发热性能的影响；第三温度传感器18、第四温度传感器21用于监测油液是否使用风冷器20而形成的温度变化；转速转矩传感器2用于监测背压提升对于变量柱塞泵1机械效率等的影响。

主循环回路工作过程中，变量柱塞泵1通过上游第一单向阀4吸油，并排油至下游第二单向阀9，第二下游单向阀9后连接阀台14，阀台14上安装节流阀15，节流阀15出油进入风冷器20油路，再进入回油滤油器22，最终进入油箱31。其作用在于模拟不同连接形式、不同系统参数条件下的空化状态，回油滤油器22下游支路通过第三截止阀30连接变量柱塞泵1上游管路，第三截止阀30关闭时，形成开式主循环回路，第三截止阀30打开时，形成闭式主循环回路，实现不同的主循环系统回路连接方式；主循环回路流量由变量柱塞泵1决定，通过电控斜盘角度控制，线性控制范围（0-100%）；系统压力由第一溢流阀12控制，最高压力315bar，第一溢流阀12设定压力高于节流阀15全流量通过时的节流压力时，第一溢流阀12作安全阀用；节流阀15通过改变节流面积调节主循环回路流阻，当节流压力大于第一溢流阀12设定压力时，变量柱塞泵1输出部分流量通过第一溢流阀12流入油箱31；三通阀19控制主循环回路油液是否通过风冷支路，风冷器20调节流入其管路油液温度。

补油增压支路由两种方式实现：

一种方式通过蓄能器23配合第二溢流阀28实现，此种方式下，第一截止阀24、第三截止阀30关闭，打开第二截止阀25，蓄能器23卸荷，卸荷完毕后关闭第二截止阀25，打开第一截止阀24，启动主循环回路，设定第二溢流阀28压力（0-30bar），蓄能器23充压至设定压力，充压完毕后打开第三截止阀30，主循环系统闭式运行，初始背压由蓄能器23充油压力决定，因蓄能器23油液储量限制，恒定压力维持时间较短，一般用于间歇性背压控制。

另一种方式通过齿轮泵29配合第二溢流阀28实现，此种方式下，第一截止阀24关闭，蓄能器23不作用，关闭第三截止阀30，关闭变量柱塞泵1，打开齿轮泵29，设定第二溢流阀28压力，打开变量柱塞泵1，主循环回路运行，节流阀15排油压力由第二溢流阀28控制，调节第二溢流阀28压力，可改变背压，打开第三截止阀30，主循环系统回路闭式运行，此时齿轮泵29溢流阀28支路对主循环回路泄漏进行补油，同时改变第二溢流阀28压力，可实现变量柱塞泵1吸油压力和节流阀15排油压力的同步控制。

在主循环回路和补油增压回路运行过程中，第一流量计3、第二流量计10、第三流量计13分别监测变量柱塞泵1泄漏、变量柱塞泵1输出和节流阀15输入流量，第一动压传感器6、第一动压传感器7同步监测变量柱塞泵1进出油口动态压力，第一温度传感器5、第二温度传感器8、第三温度传感器18、第四温度传感器21分别监测变量柱塞泵1吸油口、变量柱塞泵1出油口（节流阀15入油口）、节流阀15排油口（风冷器20入油口）、风冷器20出油口温度变化情况，转速转矩传感器2用于监测不同系统参数条件下变量柱塞泵1获得的转速和转矩情况。基于上述系统参数数据的时域同步测量和存储，用于后期比较分析，研究不同空化背压抑制条件下的系统性能特性，为推进无空化液压技术进行研究储备。

Claims

1.一种液压空化测试系统，其特征在于：包括变量柱塞泵（1）、三个单向阀（4、9、27）、阀台（14）、节流阀（15）、三通阀（19）、风冷器（20）、蓄能器（23）、三个截止阀（24、25、30）、两个溢流阀（12、28）、齿轮泵（29）、转速转矩传感器（2）和三个流量计（3、10、13）；

第一单向阀（4）的一端接油箱（31），第一单向阀（4）的另一端与变量柱塞泵（1）的进油口连接，变量柱塞泵（1）的出油口经第二单向阀（9）、第二流量计（10）后分为两路，一路经第三流量计（13）后连接阀台（14）上的节流阀（15）的进油口，另一路经第一溢流阀（12）接油箱（31），变量柱塞泵（1）接第一流量计（3）和转速转矩传感器（2）,节流阀（15）出油口接入由三通阀（19）和风冷器（20）组成的油路，经回油滤油器（22）后、第二溢流阀（28）接油箱（31）；回油滤油器（22）下游支路通过第三截止阀（30）连接变量柱塞泵（1）上游管路，第三截止阀（30）关闭时，形成开式主循环回路，第三截止阀（30）打开时，形成闭式主循环回路；主循环回路并联两条补油增压支路，一条由第一截止阀（24）、第二截止阀（25）和一个蓄能器（23）组成的支路，另一条由第三单向阀（27）和齿轮泵（29）组成的支路，两条支路并联第二溢流阀（28），实现对主循环回路的补油增压功能。

2.根据权利要求1所述的一种液压空化测试系统，其特征在于：在第一单向阀（4）与变量柱塞泵（1）的进油口间接有第一温度传感器（5）和第一动压传感器（6）；在第二单向阀（9）与变量柱塞泵（1）的出油口间接有第二动压传感器（7）和第二温度传感器（8）；在第一溢流阀（12）和第三流量计（13）间接有第一压力表（11）；节流阀（15）出油口和三通阀（19）间接有第三压力表（17）和第三温度传感器（18）；在风冷器（20）和回油滤油器（22）间接有第四温度传感器（21）；在第三截止阀（30）和第一截止阀（24）间接有第二压力表（16）和第五温度传感器（26）。