CN207923666U - 一种伺服阀污染敏感度测定试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，包括监控装置和试验台，所述试验台包括为供油装置、清洗过滤和粉尘溶液箱，所述供油装置包括油箱和驱动机构，所述驱动机构包括柱塞泵和电机，所述监控装置包括主控器和定时器，所述主控器的输入端接有用于检测被试伺服阀第一工作口与第一工作口之间的输出流量的第一流量传感器、用于检测被试伺服阀零位的内泄漏量的第二流量传感器和用于检测油箱中的油液颗粒污染度等级的油液颗粒污染度检测仪，所述主控器的输出端接有控制被试伺服阀的伺服阀控制器。本实用新型设计合理、使用操作简便且使用效果好，能简便、快速完成伺服阀污染敏感度的测定，并且试验精度较高。

Description

一种伺服阀污染敏感度测定试验装置

技术领域

本实用新型属于液压伺服阀污染敏感度测定技术领域，尤其是涉及一种伺服阀污染敏感度测定试验装置。

背景技术

伺服阀即液控伺服阀，主要是指电液伺服阀,它在接受电气模拟信号后，相应输出调制的流量和压力，液压伺服阀被广泛应用于各种液压伺服控制系统中，特别是在飞机机轮刹车控制系统中，使用伺服阀对飞机刹车系统的输出刹车力进行控制，要求刹车控制伺服阀应具有较高的动态响应特性，包括：死区特性，饱和特性，线性度特性，驱动力特性等，上述指标均是衡量伺服阀动态响应特性的重要依据。另一方面，随着适航当局对飞机整机安全性和可靠性要求进一步的增大，要求飞机起落架刹车系统应具有较高的可靠性和较长的使用寿命。

而作为飞机刹车控制系统核心元件，伺服阀的动态响应特性，可靠性和寿命受很多因素的影响，其中，对其影响最为严重的就是液压中的污染颗粒。国外研究表明，民航飞机中污染颗粒造成液压元件失效占液压系统总故障数的70％～80％。污染颗粒能够造成伺服阀内部关键过流孔的堵塞，卡滞工作配合表面，造成伺服阀动态特性退化，最终影响伺服阀的工作寿命和可靠性。

目前，国产飞机刹车系统伺服阀工作寿命和可靠性普遍较低，在实际应用过程中经常出现伺服阀故障导致刹车系统失效。究其原因，还在于对伺服阀内部各配合间隙，孔径的设计不当，没有考虑污染颗粒对伺服阀造成的影响所导致，在设计中，也欠缺在实际工况条件下评定伺服阀抵抗颗粒污染能力的综合评价准则和手段。

在试验方面，虽然在伺服阀设计要求中均会对照GJB 420B-2006中规定的颗粒污染度等级提出在某个污染度条件下，伺服阀应能够无故障工作多长时间(例如：规格在GJB420B-2006中9级条件下，伺服阀应能够保证MTBF值为10800FH，使用寿命10年)，但在具体操作过程中，由于液压试验台在运转过程中自身会产生金属颗粒，同时系统内设置的液压油滤又会不断过滤油液中的颗粒污染，所以导致在试验验证过程中，通过伺服阀的液压油污染度会随着试验的进程而降低，即“油变干净了”，这样即使通过1：1的完全模拟伺服阀真实工作循环时间，由于液压油的污染度较设计要求产生较大偏差，获得的试验结果并不能表征伺服阀的真实性能和寿命。但现如今，目前还未出现一套能对伺服阀污染敏感度进行试验的专用试验装置，并且现有的伺服阀污染敏感度均不同程度地存在试验操作不便、试验效率低、试验精度低等缺陷和不足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便、快速完成伺服阀污染敏感度的测定，并且试验精度较高，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：包括监控装置和供被试伺服阀安装的试验台，所述试验台包括为被试伺服阀供油的供油装置、对被试伺服阀回油口处的液压油进行过滤的清洗过滤和盛放粉尘溶液的粉尘溶液箱，所述供油装置包括油箱和与油箱连接且为被试伺服阀供油的驱动机构，所述驱动机构包括柱塞泵和驱动柱塞泵动作的电机，所述柱塞泵的进油口与油箱连接，所述柱塞泵的出油口分三路，一路与安全阀的入口连接，另一路与手动节流阀的入口连接，第三路与被试伺服阀的进油口连接；所述被试伺服阀的回油口、手动节流阀的出口和安全阀的出口通过第一并接管道并管后分两路，一路与开关阀一的入口连接，另一路经开关阀四与清洗过滤的入口连接；所述清洗过滤的出口与开关阀一的出口通过第二并接管道并管后与散热器的入口连接，所述散热器的出口分两路，一路经开关阀二与粉尘溶液箱连接，另一路与油箱连接；所述粉尘溶液箱的出口经开关阀三与油箱连接，所述被试伺服阀第一工作口处设置有开关阀五，所述被试伺服阀第二工作口处设置有开关阀六；

所述监控装置包括主控器和与主控器相接的定时器，所述主控器的输入端接有用于检测被试伺服阀第一工作口与第一工作口之间的输出流量的第一流量传感器、用于检测被试伺服阀零位的内泄漏量的第二流量传感器和用于检测油箱中的油液颗粒污染度等级的油液颗粒污染度检测仪，所述主控器的输出端接有控制被试伺服阀的伺服阀控制器，所述电机由主控器进行控制且其与主控器连接。

上述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述开关阀一、开关阀二、开关阀三、开关阀四、开关阀五和开关阀六均为手动球阀，所述油箱和粉尘溶液箱的底部均为锥形，所述油箱和粉尘溶液箱底部的锥角小于90°，所述粉尘溶液箱中设置有注液管。

上述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述主控器的输入端还接有用于检测柱塞泵输出压力的第一压力传感器、用于检测清洗过滤入口处的压力的第二压力传感器、用于检测被试伺服阀第一工作口处的压力的第三压力传感器和用于检测被试伺服阀第二工作口处的压力的第四压力传感器，以及用于检测油箱中的压力的第五压力传感器、用于检测被试伺服阀回油口处的流量的第二流量传感器和用于检测被试伺服阀第一工作口与被试伺服阀第二工作口之间压差的压差传感器，所述主控器的输出端还接有显示报警单元，参数设置单元与主控器相接。

上述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述柱塞泵为定排量式液压泵，所述散热器为单流程管片式散热器，所述散热器的出口处的液压油的温度不高于60℃；

所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器和第五压力传感器均为电阻隔膜式压力传感器。

上述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述第一流量传感器和第二流量传感器均为靶式流量传感器。

上述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述柱塞泵的进油口通过第一供油管与油箱出油口连接，所述柱塞泵的出油口通过第二供油管与安全阀的入口、手动节流阀的入口与被试伺服阀的进油口连接，所述第一压力传感器安装在所述第二供油管上。

上述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述第一并接管道通过第一过滤管与开关阀四的入口连接，所述第一并接管道通过第一回油管与开关阀一的入口连接；所述清洗过滤的出口通过第二过滤管与第二并接管道连接，所述开关阀一的出口通过第二回油管与第二并接管道连接，所述散热器的出口经第三回油管与油箱连接，所述散热器的出口经第四回油管与开关阀二的入口连接；所述粉尘溶液箱的出口经第一粉尘液管与开关阀三的入口连接，所述油箱上设置有供与开关阀三出口连接的第二粉尘液管连接的第一进油口和供第三回油管连接的第二进油口。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的试验装置结构简单、设计合理且操作简便，投入成本较低。

2、所采用的试验装置，能适用于各种伺服阀，使用范围广，另外，试验装置占用空间小。

3、所采用的试验装置使用操作简便且使用效果好，通过设置开关阀四，在开展试验时通过开关阀四将清洗油滤旁路出试验台循环回路，当试验结束后，将清洗油滤接入试验台循环回路，开展油液清洗，可根据试验结束要求进行操作，操作便捷。

4、所采用的试验装置中由于伺服阀污染敏感度测定属污染加速寿命试验范畴，在试验过程中需要人为增大系统内的污染颗粒粒度，而在试验结束后，应通过快速，有效的方式迅速降低系统中的颗粒浓度，以保证试验台自身不受污染影响。因此，在试验台设计过程中，除正常试验工作回路外，还设计有清洗过滤回路，在试验过程中被短接出试验回路中，不影响试验过程，当试验结束后，系统过滤油滤快速接入系统回路中过滤油液，使其达到规定颗粒污染等级。

5、所采用的试验装置中油箱、柱塞泵、安全阀和散热器，以及相关管路组成系统循环回路，用于在开展试验时形成试验回路，向被试伺服阀输送满足流量、压力、污染颗粒浓度要求的液压油，同时接收被试伺服阀的输出油液，并使其通过散热器后返回至油箱，一方面，满足试验结束需求，另一方面，满足被试伺服阀实际工作情况，提高试验的准确性。

6、所采用的试验装置通过粉尘溶液箱盛放粉尘溶液，在试验过程中，通过开关阀二控制被试伺服阀的输出液压油进入粉尘注入油箱，将制备的污染粉尘溶液全部充入油箱中，使得在增大系统污染颗粒粒度过程中，保证通过分级粉尘制备的粉尘溶液能够快速，精确的注入被试伺服阀工作系统当中，所有污染注入回路不应有残留粉尘。

7、所采用的试验装置以污染颗粒浓度增大作为环境应力，伺服阀的失效机理并未受到改变，也不需要人为的进行故障注入，试验更为真实。整个试验过程完全验证被试伺服阀自身的设计能力和质量特性，不会因为人为的因素造成试验结果的失真。

8、所采用的试验装置采用多次试验原理，建立起完善的伺服阀污染敏感度试验台，利用标准分级粉尘作为试验用介质，在不改变伺服阀内部污染故障机理的前提下，通过增大试验台中液压油的污染颗粒浓度，实现伺服阀的快速性能衰减。在试验过程中，通过各种传感器对伺服阀在对各级分级粉尘试验过程中的性能变化过程进行测量，后续通过试验数据分析，得到伺服阀污染敏感度的试验。

9、所采用的试验方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，判断被试液压泵正常后，首先对试验台污染颗粒生成测定试验进行检测，当试验台稳定，满足被试伺服阀污染敏感度测定试验要求，之后，被试伺服阀污染颗粒生成测定试验，当被试伺服阀性能稳定后，进行被试伺服阀污染敏感度测定，从而保证被试伺服阀污染敏感度测量准确，简便、快速地完成被试伺服阀污染敏感度的试验，并且试验精度较高，试验过程安全、可靠。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便、快速完成伺服阀污染敏感度的测定，并且试验精度较高。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型伺服阀污染敏感度测定试验装置的结构示意图。

图2为本实用新型伺服阀污染敏感度测定试验装置的电路原理框图。

图3为本实用新型伺服阀污染敏感度测定试验方法的流程框图。

附图标记说明:

1—油箱； 2—驱动机构； 2-1—柱塞泵；

2-2—电机； 3—第一压力传感器； 4—安全阀；

5—被试伺服阀； 6—第二压力传感器； 7—清洗过滤；

8—开关阀一； 9—第二流量传感器； 10—散热器；

11—开关阀二； 12—粉尘溶液箱； 13—开关阀三；

14—压差传感器； 15—开关阀五； 16—开关阀六；

17—第三压力传感器； 18—第四压力传感器； 19—第一流量传感器；

20—第一供油管； 21—伺服阀控制器； 22—主控器；

23—开关阀四； 24—参数设置单元； 25—数据存储器；

26—显示报警单元； 27—第二供油管； 28—第一并接管道；

29—第一过滤管； 30—第二回油管； 31—第二并接管道；

32—第二过滤管； 33—第四回油管； 34—第三回油管；

35—第一粉尘液管； 36—注液管； 37—手动节流阀；

38—定时器； 39—油液颗粒污染度检测仪。

40—第五压力传感器。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括监控装置和供被试伺服阀5安装的试验台，所述试验台包括为被试伺服阀5供油的供油装置、对被试伺服阀5 回油口处的液压油进行过滤的清洗过滤7和盛放粉尘溶液的粉尘溶液箱12，所述供油装置包括油箱1和与油箱1连接且为被试伺服阀5供油的驱动机构2，所述驱动机构2包括柱塞泵2-1和驱动柱塞泵2-1动作的电机2-2，所述柱塞泵2-1的进油口与油箱1连接，所述柱塞泵2-1的出油口分三路，一路与安全阀4的入口连接，另一路与手动节流阀37的入口连接，第三路与被试伺服阀5的进油口连接；所述被试伺服阀5的回油口、手动节流阀37的出口和安全阀4的出口通过第一并接管道28并管后分两路，一路与开关阀一8的入口连接，另一路经开关阀四23与清洗过滤7的入口连接；所述清洗过滤7 的出口与开关阀一8的出口通过第二并接管道31并管后与散热器10的入口连接，所述散热器10的出口分两路，一路经开关阀二11与粉尘溶液箱12连接，另一路与油箱1连接；所述粉尘溶液箱12的出口经开关阀三13与油箱 1连接，所述被试伺服阀5第一工作口处设置有开关阀五15，所述被试伺服阀5第二工作口处设置有开关阀六16；

所述监控装置包括主控器22和与主控器22相接的定时器38，所述主控器22的输入端接有用于检测被试伺服阀5第一工作口与第一工作口之间的输出流量的第一流量传感器19、用于检测被试伺服阀5零位的内泄漏量的第二流量传感器9和用于检测油箱1中的油液颗粒污染度等级的油液颗粒污染度检测仪39，所述主控器22的输出端接有控制被试伺服阀5的伺服阀控制器21，所述电机2-2由主控器22进行控制且其与主控器22 连接。

本实施例中，所述开关阀一8、开关阀二11、开关阀三13、开关阀四 23、开关阀五15和开关阀六16均为手动球阀，所述油箱1和粉尘溶液箱 12的底部均为锥形，所述油箱1和粉尘溶液箱12底部的锥角小于90°，所述粉尘溶液箱12中设置有注液管36。

如图2所示，本实施例中，所述主控器22的输入端还接有用于检测柱塞泵2-1输出压力的第一压力传感器3、用于检测清洗过滤7入口处的压力的第二压力传感器6、用于检测被试伺服阀5第一工作口处的压力的第三压力传感器17和用于检测被试伺服阀5第二工作口处的压力的第四压力传感器18，以及用于检测油箱1中的压力的第五压力传感器40、用于检测被试伺服阀5回油口处的流量的第二流量传感器9和用于检测被试伺服阀5第一工作口与被试伺服阀5第二工作口之间压差的压差传感器 14，所述主控器22的输出端还接有显示报警单元26，参数设置单元24 与主控器22相接。

本实施例中，所述柱塞泵2-1为定排量式液压泵，所述散热器10为单流程管片式散热器，所述散热器10的出口处的液压油的温度不高于 60℃；

所述第一压力传感器3、第二压力传感器6、第三压力传感器17、第四压力传感器18和第五压力传感器40均为电阻隔膜式压力传感器。

本实施例中，通过参数设置单元24预先设定输出压力阈值、清洗入口压力阈值、第一工作压力阈值、第二工作压力阈值、油箱压力阈值和压差阈值。

本实施例中，通过第一压力传感器3对柱塞泵2-1输出压力进行检测，并将检测到的柱塞泵2-1输出压力发送至主控器22，主控器22将接收到的柱塞泵2-1输出压力与柱塞泵输出压力阈值进行比较，当第一压力传感器3 检测到的柱塞泵2-1输出压力不符合输出压力阈值时，主控器22控制显示报警单元26进行显示并报警提醒；第二压力传感器6对清洗过滤7入口处的压力进行检测，并将检测到的清洗过滤7入口处的压力发送至主控器22，主控器22将接收到的清洗过滤7入口处的压力与清洗入口压力阈值进行比较，当第二压力传感器6检测到的清洗过滤7入口处的压力不符合清洗入口压力阈值时，主控器22控制显示报警单元26进行显示并报警提醒；第三压力传感器17对被试伺服阀5第一工作口处的压力进行检测，并将检测到的被试伺服阀5第一工作口处的压力发送至主控器22，主控器22将接收到的被试伺服阀5第一工作口处的压力与第一工作压力阈值进行比较，当第三压力传感器 17检测到的被试伺服阀5第一工作口处的压力不符合第一工作压力阈值时，主控器22控制显示报警单元26进行显示并报警提醒；第四压力传感器18对被试伺服阀5第二工作口处的压力进行检测，并将检测到的被试伺服阀5第二工作口处的压力发送至主控器22，主控器22将接收到的被试伺服阀5第二工作口处的压力与第二工作压力阈值进行比较，当第四压力传感器18检测到的被试伺服阀5第二工作口处的压力不符合第二工作压力阈值时，主控器 22控制显示报警单元26进行显示并报警提醒；第五压力传感器40对油箱1 中的压力进行检测，并将检测到的油箱1中的压力发送至主控器22，主控器22将接收到的油箱1中的压力与油箱压力阈值进行比较，当第五压力传感器40检测到的油箱1中的压力不符合油箱压力阈值时，主控器22控制显示报警单元26进行显示并报警提醒，压差传感器14对被试伺服阀5第一工作口与被试伺服阀5第二工作口之间的压差进行检测，并将检测到的压差发送至主控器22，主控器22将接收到的被试伺服阀5第一工作口与被试伺服阀5第二工作口之间的压差与压差阈值进行比较，当压差传感器14检测到的被试伺服阀5第一工作口与被试伺服阀5第二工作口之间的压差不符合压差阈值时，主控器22控制显示报警单元26进行显示并报警提醒，保证试验台测试的安全性。

本实施例中，柱塞泵2-1选择内部间隙小的高温定排量式液压泵，其污染敏感度低，能够长时间作为柱塞泵使用。所述散热器10在安装时采用竖直安装方式，液压油从下部进入、上部流出，散热器10的出口处的液压油的温度不高于60℃，是因为散热器10出口温度不高于60℃，就保证试验台回油到油箱1后，油箱1中液压油温度不高于60℃，避免液压油温度过高造成液压油粘度降低，从而避免造成被试伺服阀5内部油膜变薄和污染失效机理的改变。

本实施例中，所述第一流量传感器19和第二流量传感器9均为靶式流量传感器。

本实施例中，所述柱塞泵2-1的进油口通过第一供油管20与油箱1出油口连接，所述柱塞泵2-1的出油口通过第二供油管27与安全阀4的入口、手动节流阀37的入口与被试伺服阀5的进油口连接，所述第一压力传感器3 安装在所述第二供油管27上。

本实施例中，所述第一并接管道28通过第一过滤管29与开关阀四23 的入口连接，所述第一并接管道28通过第一回油管与开关阀一8的入口连接；所述清洗过滤7的出口通过第二过滤管32与第二并接管道31连接，所述开关阀一8的出口通过第二回油管30与第二并接管道31连接，所述散热器10 的出口经第三回油管34与油箱1连接，所述散热器10的出口经第四回油管 33与开关阀二11的入口连接；所述粉尘溶液箱12的出口经第一粉尘液管35与开关阀三13的入口连接，所述油箱1上设置有供与开关阀三13出口连接的第二粉尘液管连接的第一进油口和供第三回油管34连接的第二进油口。

本实施例中，所述第三回油管34的出口端设置有扩散机构，以保证被试伺服阀5回油口的液压油中的污染颗粒能够与油箱1中的油液充分混合，所述第三回油管34的出口端应始终保持在油箱1中液压油油面以下，确保被试伺服阀5回油口的液压油在进入油箱1时不带入过多的溶解气体，另外保证被试伺服阀5回油口的液压油中的颗粒污染物能够在油箱1 中均匀分散。

如图3所示，本实用新型伺服阀污染敏感度测定试验方法，包括以下步骤：

步骤一、试验台污染颗粒生成测定试验：

步骤101、操作开关阀一8打开，开关阀二11、开关阀三13、开关阀四23、开关阀五15和开关阀六16均关闭，并使手动节流阀37全开，通过主控器22控制电机2-2转动，电机2-2转动驱动柱塞泵2-1启动，直至达到预先设定的时间T₀时，通过油液颗粒污染度检测仪39对油箱1中的油液颗粒污染度等级进行检测，并将采集到的第一试验台油液颗粒污染等级值α₀发送至主控器22；其中，时间T₀的取值范围为5min～10min；

本实施例中，T₀的取值范围为5min～10min和时间T₁的取值范围为 5min～10min，保证经过试验台的液压油又重新进入油箱1，改变了油箱1 中的油液颗粒污染度等级。因此，试验之前首先在油箱1中盛装供试验的液压油。

步骤102、调节手动节流阀37，使柱塞泵2-1处于额定工作状态，直至定时器38达到预先设定的时间T₁时，通过主控器22控制柱塞泵2-1停止动作，操作开关阀一8关闭，通过油液颗粒污染度检测仪39对油箱1 中的油液颗粒污染度等级进行检测，并将采集到的第二试验台油液颗粒污染等级值α₀′发送至主控器22；其中，时间T₁的取值范围为5min～10min；

步骤103、采用主控器22将接收到的第一试验台油液颗粒污染等级值α₀和第二试验台油液颗粒污染等级值α₀′进行判断，当|α₀-α₀′|≤1，说明所述试验台稳定，满足被试伺服阀5污染敏感度测定试验要求；

步骤二、被试伺服阀污染颗粒生成测定试验：

步骤201、将被试伺服阀5安装在所述试验台上，使被试伺服阀5的进油口与柱塞泵2-1的出油口连接，被试伺服阀5的回油口与第一并接管道28连接；

步骤202、操作开关阀一8打开，调节手动节流阀37全关，通过主控器22控制柱塞泵2-1启动，当伺服阀控制器21未产生电流输入信号给被试伺服阀5时，通过第二流量传感器9对被试伺服阀5零位的内泄漏量进行检测，并将采集到的被试伺服阀5零位的内泄漏量发送至主控器22，获取第一内泄漏量值β′；

步骤203、通过主控器22控制伺服阀控制器21产生正向斜波电流输入信号I₁(t)并输出给被试伺服阀5，直至被试伺服阀5阀芯随正向斜波电流输入信号I₁(t)达到正向最大，并通过主控器22控制伺服阀控制器21产生反向斜波电流输入信号I₂(t)并输出给被试伺服阀5，直至被试伺服阀5 阀芯随反向斜波电流输入信号I₂(t)达到反向最大，使被试伺服阀5完成一个工作周期；其中，正向斜波电流输入信号为反向斜波电流输入信号为t_max的取值范围为2s～5s，I_max为被试伺服阀5的最大输入电流值，t为被试伺服阀5的工作时间，t_max为被试伺服阀5阀芯在中位至被试伺服阀5阀芯达到最大的时间；

本实施例中，被试伺服阀5阀芯达到最大即被试伺服阀5阀芯达到最大的输出流量最大。

步骤204、被试伺服阀5完成一个工作周期后，通过主控器22控制柱塞泵2-1停止动作，操作开关阀一8关闭，通过油液颗粒污染度检测仪39 对油箱1中的油液颗粒污染度等级进行检测，并将采集到的第一试验前油液颗粒污染等级值α′发送至主控器22，完成被试伺服阀5的一次污染颗粒生成测定试验；

步骤205、重复步骤202至步骤204，完成被试伺服阀5的二次污染颗粒生成测定试验，并获取第二内泄漏量值β″和第二试验前油液颗粒污染等级值α″；

步骤206、重复步骤202至步骤204，完成被试伺服阀5的三次污染颗粒生成测定试验，并获取第三内泄漏量值β″′和第三试验前油液颗粒污染等级值α″′；

步骤207、采用主控器22将接收到的第一试验前油液颗粒污染等级值α′、第二试验前油液颗粒污染等级值α″和第三试验前油液颗粒污染等级值α″′进行判断，当时，说明所述被试伺服阀5性能稳定，并采用主控器22根据公式得到内泄漏量基准值β₀；

本实施例中，被试伺服阀污染颗粒生成测定试验的过程中，开展三次的测定试验，在每次测定试验结束时，在油箱1处进行采样并进行油液颗粒污染等级检测，三次检测到的油液颗粒污染度等级相差1级之内时，表明被试伺服阀5性能稳定，具备开展试验条件。被试伺服阀5污染颗粒生成测定试验的次数为三次，是从奇数次试验消除误差考虑，另外，只要满足奇数次试验即可，但是由于试验时间和试验成本限制，一般选择三次。

步骤三、被试伺服阀污染敏感度测定，具体过程如下：

步骤301、将制备好的n种不同等级的粉尘溶液，第一等级粉尘溶液编号为G₁，按照所述粉尘溶液中的最大粉尘粒度从小到大的顺序依次分等级编号，剩下的n-1种不同等级的粉尘溶液中将第i等级粉尘溶液编号为 G_i；其中，n的取值为11，i为正整数，且i的取值为2～11，所述第一等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度最小，i取2时，表示所述粉尘溶液中的最大粉尘粒度次小，i取11时，表示所述粉尘溶液中的最大粉尘粒度最大；

步骤302、通过主控器22控制伺服阀控制器21未电流输入信号时，操作开关阀一8打开，调节手动节流阀37全关，通过主控器22控制柱塞泵2-1启动；

步骤303、将编号为G₁的第一等级粉尘溶液注入粉尘溶液箱12中，操作开关阀三13打开，同时打开开关阀二11，在1分钟内使粉尘溶液箱12 中粉尘溶液全部进入油箱1中；

步骤304、通过主控器22控制伺服阀控制器21产生正弦电流输入信号I₃(t)并输出给被试伺服阀5，在被试伺服阀5工作的过程中，通过第一流量传感器19对被试伺服阀5的输出流量进行采集，并将采集到的输出流量值发送至主控器22，主控器22按照采集时间先后顺序进行排列，当相邻两个采集到的输出流量值变化率小于等于流量变化设定值时，说明被试伺服阀5出现故障，执行步骤305，反之，被试伺服阀5正常，执行步骤306；其中，正弦电流输入信号为

步骤305、当被试伺服阀5出现故障，则第一等级粉尘溶液中的粉尘粒度范围为被试伺服阀5的污染敏感度，试验结束；

步骤306、当被试伺服阀5正常时，具体过程如下：

步骤3061、被试伺服阀5工作直至定时器38达到预先设定的时间T₂时，关闭开关阀一8，打开开关阀四23，清洗过滤7开始工作，直至定时器38达到预先设定的过滤时间T₃时，通过油液颗粒污染度检测仪39对油箱1中的油液颗粒污染度等级进行检测，并将采集到的油液颗粒污染等级测量值发送至主控器22，其中，时间T₂的取值范围为1min～30min，过滤时间T₃的取值范围为10min～15min；

本实施例中，数据存储器25与主控器22相接，设置数据存储器25，是为了用来存储液颗粒污染等级值和泄漏量测量值，便于主控器22的调取。

本实施例中，实际使用过程中，还设置电机驱动器，所述主控器22 经过电机驱动器控制电机2-2转动。

本实施例中，时间T₂的取值范围为1min～30min，具体试验时间，可根据被试伺服阀5在试验过程中的动态响应过程确定，待被试伺服阀5性能值不在变化时，即可结束该颗粒污染等级试验。

步骤3062、采用主控器22将油液颗粒污染等级测量值进行判断，当油液颗粒污染度检测仪39检测到的油液颗粒污染等级测量值不大于8时，关闭开关阀四23，清洗过滤7停止工作；

当油液颗粒污染度检测仪39检测到的油液颗粒污染等级测量值大于 8时，清洗过滤7继续工作，直至油液颗粒污染度检测仪39检测到的油液颗粒污染等级测量值不大于8；

步骤3063、主控器22控制伺服阀控制器21不工作，当伺服阀控制器 21未产生电流输入信号给被试伺服阀5时，通过第二流量传感器9对被试伺服阀5零位的内泄漏量进行检测，并将采集到的被试伺服阀5零位的内泄漏量发送至主控器22，则获取第一内泄漏量测量值β₁，完成被试伺服阀 5的一次试验；

步骤307、被试伺服阀5一次试验后，按照步骤303至步骤306中所述的方法，对被试伺服阀5进行编号为G₂的第二等级粉尘溶液的试验；

在被试伺服阀5进行编号为G₂的第二等级粉尘溶液的试验的过程中，当被试伺服阀5出现故障，则第二等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度与第一等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度之间的粒度范围为被试伺服阀5的污染敏感度，试验结束；

当被试伺服阀5正常时，获取第二内泄漏量测量值β₂，完成被试伺服阀5的二次试验，进行下一个等级的粉尘溶液的试验；

步骤308、多次重复步骤307，直至被试伺服阀5出现故障或者n种不同等级的粉尘溶液的全部试验后，完成被试伺服阀5的n次试验，试验结束；

当被试伺服阀5出现故障是在被试伺服阀5进行编号为G_i的第i等级粉尘溶液的试验时，则第i等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度与第i-1等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度之间的粒度范围为被试伺服阀5的污染敏感度，试验结束；

当被试伺服阀5完成n次试验后，被试伺服阀5正常，并分别获取n个内泄漏量测量值β_i，采用主控器22调用差值比较模块将n个内泄漏量测量值β_i分别与内泄漏量基准值β₀进行差值运算，得到n个内泄漏量差值，并采用主控器22将n个内泄漏量差值按照从大到小的顺序进行排序，得到最大内泄漏量差值和次大内泄漏量差值，则最大内泄漏量差值所对应的粉尘溶液中的最大粉尘粒度与次大内泄漏量差值所对应的粉尘溶液中的最大粉尘粒度之间的粒度范围为被试伺服阀5的污染敏感度；

步骤四、试验台清洗：

当污染敏感度试验结束后，将被试伺服阀5拆下，同时密封和被试伺服阀5连接的管路，调节手动节流阀37至全开，打开开关阀四23，将清洗油滤7接入，并打开开关阀二11和开关阀三13，通过主控器22控制柱塞泵2-1启动进行清洗，直至油液颗粒污染度检测仪39检测到的液颗粒污染等级值不大于8级时，清洗结束，否则，继续清洗。

本实施例中，在打开开关阀三13的同时开启开关阀二11，是为了通过第四回油管33中的回油冲洗粉尘溶液箱12，保证粉尘溶液箱12中粉尘溶液全部进入油箱1中。

本实施例中，当被试伺服阀5出现故障，停止试验之后，则对被试伺服阀5进行分解检查，针对可能导致不能正常工作的故障现象，对应被试伺服阀5的分解进行分析，明确故障定位和故障形式，便于后续对该型伺服阀的优化与改进。

本实施例中，通过增大试验污染颗粒粒度，能够实现污染加速试验，通过较短的试验周期，即可获得被试伺服阀的性能衰减过程，极大的降低了试验的经费和周期。被试伺服阀的性能衰减过程与真实工作情况一致，性能衰减的过程能够对被试伺服阀的污染敏感度作定量分析，试验结果客观真实。

本实施例中，油液颗粒污染度检测仪39对油箱1中的油液颗粒污染度等级进行检测，油液颗粒污染度等级是依据航空工作液固体污染度分级标准GJB 420B-2006。

本实施例中，步骤301中所述粉尘溶液为粉尘和液压油的混合物，且所述粉尘溶液的浓度为10mg/L～100mg/L，所述粉尘为ACFTD标准粉尘或者MTD标准粉尘，所述液压油为与被试伺服阀5匹配的液压油。

本实施例中，所述粉尘溶液的浓度为10mg/L～100mg/L，比伺服阀5 正常工作时的浓度高，通过设计高浓度污染试验条件，规避了以往人工模拟真实污染情况出现的各种问题，是因为如果粉尘溶液的浓度较低，通过被试伺服阀5的液压油污染颗粒度会随着试验的进程而降低，即“油变干净了”，以往工程中希望模拟伺服阀在实际工作中所承受的污染颗粒浓度的方法已经被证明在工程中无法实现，因为试验台中清洗油滤的存在，都会导致系统内的污染颗粒浓度难以稳定在期望的污染等级条件下，而通过设计高浓度污染试验过程，能够规避系统自身产生的干扰。

本实施例中，11种不同等级的粉尘溶液分别为粉尘粒度范围为0～5 μm的第一等级粉尘溶液、粉尘粒度范围为0～10μm的第二等级粉尘溶液、粉尘粒度范围为0～20μm的第三等级粉尘溶液、粉尘粒度范围为0～ 30μm的第四等级粉尘溶液、粉尘粒度范围为0～40μm的第五等级粉尘溶液、粉尘粒度范围为0～50μm的第六等级粉尘溶液、粉尘粒度范围为0～60μm的第七等级粉尘溶液、粉尘粒度范围为0～70μm的第八等级粉尘溶液、粉尘粒度范围为0～80μm的第九等级粉尘溶液、粉尘粒度范围为0～ 90μm的第十等级粉尘溶液和粉尘粒度范围为0～100μm的第十一等级粉尘溶液。

本实施例中，第一等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度为5μm，第二等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度为10μm，第三等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度为20μm，第四等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度为30μm，第五等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度为40μm，第六等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度为50μm，第七等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度为60μm，第八等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度为70μm，第九等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度为 80μm，第十等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度为90μm，第十一等级粉尘溶液中的最大粉尘粒度为100μm。

本实施例中，步骤304中所述流量变化设定值的取值范围为0.1％～ 1％，说明被试伺服阀5的输出流量不变化，即被试伺服阀5发生故障。

本实施例中，11种不同等级的粉尘溶液中下一个等级的粉尘溶液包括上一个等级的粉尘溶液粒度和大于上一个等级的粉尘溶液粒度，之所以这样制备，一方面，是从粉尘等级越高成本越高进行考虑，另一方面，是为了在加入不同等级的粉尘溶液时被试伺服阀5也能正常工作一段时间才能出现故障，更符合实际工作需求。

本实施例中，由于注入的污染颗粒会造成试验台上其他液压元件产生磨损生成更多的颗粒，或者在试验台内部产生颗粒沉积，导致试验台故障，所以，在试验台设计和元件选型时，应保证所有的元件应具有较低的污染敏感度，同时产生的磨损颗粒最少，且元件选型、布置，管路的敷设应保证系统内部不出现颗粒沉积现象。

本实施例中，由于整个试验过程不改变被试伺服阀的失效机理，同时加速了阀内部的卡紧与磨损过程，试验结束后通过对被试伺服阀的分解与计量，能够发现被试伺服阀内部的薄弱环节，并在后续的设计工作中予以补强，对于后续持续增大伺服阀的工作寿命与可靠性提供了直观的输入。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便、快速完成伺服阀污染敏感度的测定，并且试验精度较高。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：包括监控装置和供被试伺服阀(5)安装的试验台，所述试验台包括为被试伺服阀(5)供油的供油装置、对被试伺服阀(5)回油口处的液压油进行过滤的清洗过滤(7)和盛放粉尘溶液的粉尘溶液箱(12)，所述供油装置包括油箱(1)和与油箱(1)连接且为被试伺服阀(5)供油的驱动机构(2)，所述驱动机构(2)包括柱塞泵(2-1)和驱动柱塞泵(2-1)动作的电机(2-2)，所述柱塞泵(2-1)的进油口与油箱(1)连接，所述柱塞泵(2-1)的出油口分三路，一路与安全阀(4)的入口连接，另一路与手动节流阀(37)的入口连接，第三路与被试伺服阀(5)的进油口连接；所述被试伺服阀(5)的回油口、手动节流阀(37)的出口和安全阀(4)的出口通过第一并接管道(28)并管后分两路，一路与开关阀一(8)的入口连接，另一路经开关阀四(23)与清洗过滤(7)的入口连接；所述清洗过滤(7)的出口与开关阀一(8)的出口通过第二并接管道(31)并管后与散热器(10)的入口连接，所述散热器(10)的出口分两路，一路经开关阀二(11)与粉尘溶液箱(12)连接，另一路与油箱(1)连接；所述粉尘溶液箱(12)的出口经开关阀三(13)与油箱(1)连接，所述被试伺服阀(5)第一工作口处设置有开关阀五(15)，所述被试伺服阀(5)第二工作口处设置有开关阀六(16)；

所述监控装置包括主控器(22)和与主控器(22)相接的定时器(38)，所述主控器(22)的输入端接有用于检测被试伺服阀(5)第一工作口与第一工作口之间的输出流量的第一流量传感器(19)、用于检测被试伺服阀(5)零位的内泄漏量的第二流量传感器(9)和用于检测油箱(1)中的油液颗粒污染度等级的油液颗粒污染度检测仪(39)，所述主控器(22)的输出端接有控制被试伺服阀(5)的伺服阀控制器(21)，所述电机(2-2)由主控器(22)进行控制且其与主控器(22)连接。

2.按照权利要求1所述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述开关阀一(8)、开关阀二(11)、开关阀三(13)、开关阀四(23)、开关阀五(15)和开关阀六(16)均为手动球阀，所述油箱(1)和粉尘溶液箱(12)的底部均为锥形，所述油箱(1)和粉尘溶液箱(12)底部的锥角小于90°，所述粉尘溶液箱(12)中设置有注液管(36)。

3.按照权利要求1或2所述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述主控器(22)的输入端还接有用于检测柱塞泵(2-1)输出压力的第一压力传感器(3)、用于检测清洗过滤(7)入口处的压力的第二压力传感器(6)、用于检测被试伺服阀(5)第一工作口处的压力的第三压力传感器(17)和用于检测被试伺服阀(5)第二工作口处的压力的第四压力传感器(18)，以及用于检测油箱(1)中的压力的第五压力传感器(40)和用于检测被试伺服阀(5)第一工作口与被试伺服阀(5)第二工作口之间压差的压差传感器(14)，所述主控器(22)的输出端还接有显示报警单元(26)，参数设置单元(24)与主控器(22)相接。

4.按照权利要求3所述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述柱塞泵(2-1)为定排量式液压泵，所述散热器(10)为单流程管片式散热器，所述散热器(10)的出口处的液压油的温度不高于60℃；

所述第一压力传感器(3)、第二压力传感器(6)、第三压力传感器(17)、第四压力传感器(18)和第五压力传感器(40)均为电阻隔膜式压力传感器。

5.按照权利要求1或2所述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述第一流量传感器(19)和第二流量传感器(9)均为靶式流量传感器。

6.按照权利要求3所述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述柱塞泵(2-1)的进油口通过第一供油管(20)与油箱(1)出油口连接，所述柱塞泵(2-1)的出油口通过第二供油管(27)与安全阀(4)的入口、手动节流阀(37)的入口与被试伺服阀(5)的进油口连接，所述第一压力传感器(3)安装在所述第二供油管(27)上。

7.按照权利要求1或2所述的一种伺服阀污染敏感度测定试验装置，其特征在于：所述第一并接管道(28)通过第一过滤管(29)与开关阀四(23)的入口连接，所述第一并接管道(28)通过第一回油管与开关阀一(8)的入口连接；所述清洗过滤(7)的出口通过第二过滤管(32)与第二并接管道(31)连接，所述开关阀一(8)的出口通过第二回油管(30)与第二并接管道(31)连接，所述散热器(10)的出口经第三回油管(34)与油箱(1)连接，所述散热器(10)的出口经第四回油管(33)与开关阀二(11)的入口连接；所述粉尘溶液箱(12)的出口经第一粉尘液管(35)与开关阀三(13)的入口连接，所述油箱(1)上设置有供与开关阀三(13)出口连接的第二粉尘液管连接的第一进油口和供第三回油管(34)连接的第二进油口。