基于功率回收式的液压泵试验台的油路设计

耿超 王玉林 张健 李志峰 姜文翰

摘 要：液压泵试验台的研究与开发对于高质量、高性能液压泵的生产检测有着重要的作用。文中设计了基于功率回收式液压泵试验台的液压回路，并进行了主油路的各项试验。结果表明：液压油路方案设计符合要求。

关键词：液压泵试验台;结构设计;仿真

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.003

0 前言

液压泵的寿命直接决定了液压系统的可靠性，在工业领域液压系统应用广泛，目前国内工程机械，农业机械领域多使用液压系统传递动力。国内外都在开发相应的高效率液压泵试验台[1]。液压回路作为试验台的关键系统，设计一款高效率的液压回路至关重要。

1 液压油路方案设计

1.1 液壓泵试验台油路

液压泵耐久性试验台采用三相异步（变频）电动机[2]驱动被测试的液压泵，控制被测试液压泵的转速和排量。在进行液压泵的测试试验时，调节双向输出调速电机29使被测试的液压泵转速达到设定的要求，根据相应的测试工况，控制截止阀、节流阀、电磁开关阀、比例电磁溢流阀等液压阀的开闭，实现相应的测试功能。同时，检测液压油路中扭矩仪、温度表、流量仪等仪表的数据，经过计算机的分析处理，测试被试泵的耐久性。液压泵试验油路如图1所示。

1.2 主油路试验

（1）静态满载试验。静态满载试验是耐久性试验里面最基本的试验方法，其油路过程：进油油箱→补油泵→被试泵8→两位三通换向阀11→单向阀12→温度计13→压力表14→截止阀17→截止阀22→节流阀23→回油油箱。通过调节节流阀23的通径，控制油路中的压力大小为额定压力32MPa，然后进行一定时间的试验测试即可。

（2）超载试验。超载试验也是耐久性试验的一种试验方法，其油路过程同静态满载试验相同，不同的是，超载试验设置的系统压力为40 MPa。

（3）冲击试验。冲击试验也是耐久性试验的一种试验方法，其油路过程：进油油箱→补油泵→被试泵8→两位三通换向阀11→单向阀12→温度计13→压力表14→截止阀17→截止阀22→（→节流阀23/电磁开关阀24→节流阀25）→回油油箱。其中，23是一个小通径的节流阀，25是一个大通径的节流阀，当电磁开关阀关闭时，只有小通径的节流阀有液压油经过，此时系统内是一个高压的状态。当电磁开关阀打开时，两个节流阀都有液压油经过，此时系统内是一个相对低压的状态。这样，我们通过控制电磁开关阀周期性的开闭，就可以使液压系统内部有一个高低压循环的冲击，从而模拟液压泵的工作环境，继而对液压泵的性能进行测试。

在耐久性的三个试验（静态满载试验、超载试验、冲击试验）过程中，能量回收系统一直在运行，被试泵输出的液压油大约有70%用于驱动液压马达进行能量回收，这在很大程度上减少了能源的浪费。

（4）效率试验[3]。液压泵的主要类型有：外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵、螺杆泵、叶片泵、柱塞泵。因为本系统为低压系统，故可选双螺杆泵，具体型号由系统的最大工作压力与所需液压泵的流量决定。泵的基本参数是压力、流量、转速、效率。泵的最高压力与最高转速不宜同时使用，以延长泵的使用寿命。转速的选择应严格按照产品技术规格表中规定的数据，不得超过最高转速值。至于其最低转速，在正常使用条件下，并没有严格的限制[4]。

液压泵的总效率反映了液压泵的综合性能。每次耐久性试验做完以后，都要进行效率试验的测试，这样我们才能知道被试泵的性能是一种什么样的状态，容积效率[5]和总效率有没有下降。本方案设计的效率试验主要是通过一个电磁比例溢流阀21的控制，来实现液压油路中压力和流量的变化，从而测量出液压泵的性能参数。

2 结束语

文中主要设计了一款液压泵试验台的液压油路方案，分析了液压系统的主油路模块中各个试验的具体方法，包括静态满载试验、超载试验、冲击试验和效率试验，试验结果表明该设计油路符合液压泵试验台要求。

参考文献：

[1]刘志奇，段锁林.液压泵综合试验台设计[J].太原科技大学学报，2000（01）：35-38.

[2]闫晶.一种多功能液压试验台的设计[J].机电产品开发与创新，2017，30（04）：80-81.

[3]于彩新，于斌，姜继海.工程机械液压泵试验台[J].机械工程师，2009（11）：3-5.

[4]郑明辉，江吉彬，郭熛.液压泵性能测试实验台设计[J].机床与液压，2011，39（20）：76-78.

[5]李祥阳.一种液压泵综合测试试验台研究[J].新技术新工艺，2017（03）：25-28.