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液压泵性能测试实验台设计

摘要:液压泵作为液压系统的动力元件，是工程机械产品的重要部件之一。

液压泵性能测试实验台是进行液压泵产品质量检测的必要设备，是泵产品质量监

控的主要保障。设计了液压泵性能测试实验台，介绍液压系统组成、工作原理和

特点，并进行了数据测试及分析。

液压泵作为液压系统的动力元件，将原动机输入的机械能转换为压力能输出，

为执行元件提供压力油。液压泵工作可靠，在液压系统中得到了广泛应用，其性

能品质直接影响到设备中液压系统的工作可靠性，在液压传动中占有极其重要的

地位。液压泵计算机辅助测试(computeraidedtest)，简称液压泵cat，所

涉及的范围包括液压、自动控制、微型计算机、测试技术、数字信号处理、可靠

性等学科，是利用计算机建立一套数据采集和数字控制系统，与实验台连接起来，

由计算机对各试验参数，如压力、流量、温度、转速、转矩等进行数据采集、量

化和处理并输出测试结果。在测试过程中，计算机可以根据数字反馈或人工输入

要求，对测试过程进行控制。利用计算机辅助装置对液压泵性能进行智能测控是

当今液压技术领域发展的前景。作者设计了一种液压泵性能测试实验台，得到了

液压泵的容积效率、机械效率、总效率和功率特性，并进行了数据测试及分析。

1液压泵性能测试实验台的组成及工作原理

1.1液压系统组成

液压系统回路是液压能传递的通道，液压能经这条通道传递到各个执行元件，

对液压泵性能测试有着一定的影响，如能耗、压降、压力波动、振动和噪声等。

同时液压系统回路也是确定其功能的最基本保证。此次设计的实验台主要由动力

驱动系统、液压控制系统、过滤温控循环系统、漏油回收系统、电气控制系统、

计算机控制与测试系统等组成，实现被测试泵的动力驱动、供油、液压加载、油

液回收及电气控制、试验参数控制与测试等功能，如图1示。

1.2工作原理

1.2.1液压泵的空载性能测试

液压泵的空载性能测试主要是测试泵的空载排量。液压泵的排量是指在不考

虑泄漏情况下，泵轴每转排出油液的体积。理论上，排量应按泵密封工作腔容积

的几何尺寸精确计算;工业上，以空载排量取而代之。空载排量是指泵在空载压

力(不超过5%额定压力或0.5mpa的输出压力)下泵轴每转排出油液的体

积。测试时，启动待测液压泵5，待稳定运转后，将节流阀j1、j2全关，溢流

阀7调至高于泵的额定工作压力，压力传感器8显示数值满足空载压力要求，

液压泵的空载排量v0可由式(1)计算[1]。

式中:q为液压泵工作流量，l/min;n为液压泵主动轮轴转速，r/min。

1.2.2液压泵的流量特性和功率特性测试

液压泵的流量特性是指泵的实际流量q随出口工作压力p变化而变化的性

能。液压泵的功率特性是指泵轴输入功率随出口工作压力p变化而变化的性能。

测试时，将溢流阀7调至高于泵的额定工作压力，用节流阀j2给待测液压泵5由

低至高逐点加载，记录各点泵出口压力p、泵流量q(l/min)、电机功率p(kw)

和泵轴转速n(r/min)，利用测试数据绘制泵的效率特性曲线和功率特性曲

线。

1.2.3液压泵的效率特性(机械效率、容积效率、总效率)测试

液压泵的效率特性是指泵的容积效率、机械效率和总效率随出口工作压力p

变化而变化的性能。测试时，将溢流阀7调至高于泵的额定工作压力，用节流

阀j2给待测液压泵5由低至高逐点加载，记录各点泵出口压力p(mpa)、泵

流量q(l/min)、电机输入功率p(kw)和泵轴转速n(r/min)。实测的电

机效率ηmotor特性数据已存入文件，供计算时调用。液压泵的实际排量如式

(2)[2]：

液压泵的容积效率如式(3)

液压泵轴输入功率如式(4)

液压泵的总效率如式(5)

液压泵的机械效率如式(6)

根据测试数据