液压泵效率的试验研究.pdf

2 0 1 2年 1 1 月 第 4 0卷 第 2 2期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAUL I CS No v ． 2 0 1 2 Vo 1 ． 4 0 No ． 2 2 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 2 ． 2 2 ． 0 2 6 液压泵效率的试验研 究 王新睛，张红涛，魏惠，孙彦青，将文峰 解放军理工大学工程兵工程学院，江苏南京 2 1 0 0 0 7 摘要液压泵是液压系统的动力源，其性能直接影响工程装备工作状况。液压系统集成度比较高 ，拆卸、安装比较麻 烦，维修周期长，不利于液压泵的维护、检修，影响工程进度。基于以上问题，提出针对液压泵的就车检修办法，安装简 单方便，检修效率高。已经实际应用到工程装备的实际维修过程中去，取得良好的效果。 关键词液压泵；容积效率；特性曲线 中图分类号T H1 3 7 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 2 2 0 7 7 3 Ex p e r i me n t a l S t u d y o n Hy d r a u l i c Pu mp E ffi c i e n c y WANG Xi n q i n g ，Z HANG Ho n g t a o，WE I Hu i ，S UN Y a n q i n g ，J I AN G We n f e n g I n s t i t u t e o f E n g i n e e r i n g ，P L A U n i v e r s i t y o f S c i e n c eT e c h n o l o g y ，N a n j i n g J i a n g s u 2 1 0 0 0 7 ，C h i n a Ab s t r a c t As p o we r s o u r c e o f h y d r a u l i c s y s t e m， h y d r a u l i c p u mp d i r e c t l y a f f e c t s t h e p e rfo r ma n c e o f e n g i n e e ri n g e q u i p me n t ． Hy d r a u l i c s y s t e m i s h i g h l y i n t e g r a t e d，t r o u b l e s o me t o d i s a s s e mb l e a n d f i x ， l o n g ma i n t e n a n c e c y c l e ． I t i s d i f fi c u l t t o ma i n t a i n a n d r e p a i r ， a n d ma y aff e c t t h e p r o gre s s o f c o n s t r u c t i o n ． T o o v e r c o me t h e s e p r o b l e ms ， a me t h o d o v e r h a u l i n g h y d r a u l i c p u mp o n v e h i c l e wa s p r e s e n t e d ． Us i n g t h e me t h o d， i n s t a l l a t i o n i s e a s y a n d ma i n t a i n i n g e ffi c i e n c y i s h i g h ． I t h a s b e e n a p p l i e d i n p r a c t i c a l r e p a i r me n t o f e n g i n e e r i n g e q u i p me n t a n d g o o d r e s u l t i s a c h i e v e d ． Ke y wo r d sHy d r a u l i c p u mp；Vo l u me t ric e ffic i e n c y； C h a r a c t e r i s t i c c u r v e 液压技术正朝着高度集成化、高精度、大功率、 节能、环保的方向发展，并在各个方面都已取得很大 的成效 ，这些都为液压技术在各工业领域的进一步推 广奠定 了坚 实的基础 ⋯。作为液压 系统 的动力源 ，液 压泵的性能好坏将直接影响到整个液压系统的性能。 随着对液压系统的要求越来越高 ，对液压泵性能的要 求也越来越高 。 液压系统的集成度比较高，液压油路一般安排在 机械的隐蔽位置，这就为液压系统性能评估及故障的 诊断带来不便，液压系统 中液压元件的拆卸 比较 困 难 。在试验台上进行液压泵性 能检测时 ，拆 卸与安 装比较麻烦，而且需要专门的工作人员。检测过程中 工作量大，检测周期长，不利于液压泵的维护、检修 与监控。针对以上问题，提出了液压泵的就车检测方 式，通过安装部分组件对泵的性能进行评估，对故障 进行排除。特别是对所需接头的标准化，大大减少了 液压泵检测的工作量，检测速度快，误差小，检测设 备简单，提高了检测效率，对泵的维修有积极的意义。 1 试验原理与安装过程 液压泵效率就车检测可以通过容积效率和液压泵 特性曲线的对比对泵的性能进行评价。该检测方式已 经实际运用到高速挖掘机、7 4型挖掘机等工程机械 中去。以高速挖掘机为例对检测过程进行说明，高速 挖掘机液压泵就车检测的液压系统图如图 1 所示 。在 检测过程中使用的仪器与组件包括三位一体传感 器，模拟加载阀块，光电转速测量表 ，以及对应各种 型号液压泵所需要的连接专用接头、液压油管等。 图 1 液压泵容积效率检测的原理图 收稿日期2 0 1 1 1 0 2 0 作者简介王新晴 1 9 6 3 一 ，男，教授，主要从事故障检测与诊断方面的研究。Em a i l z h a n g h o n g t a 0 2 0 0 5 0 1 1 6 3 ． c o m。 器 第 2 2期 王新晴 等液压泵效率的试验研究 7 9 量的变化，功率变化很小，可以认为发动机的功率 等于定值。由式 3 可知，液压泵出口压力与流量 的关系近似于双曲线。而曲线的位置及起调点，是由 发动机的转速和变量泵调节弹簧的刚度决定的，如调 节弹簧刚度发生变化就改变了曲线的起调点。例如 一 台高速挖掘机 的发动机冒黑烟 ，由于机器经过大 修，发动机出现故障的可能可以排除 ，只能是液压系 统出现问题。图3中虚线是检测泵的特性曲线，可以 看出当工作装置处于工作状态时，液压泵的出口压力 达到额定值时，泵的流量没有调至匹配的值 ，此时液 压泵的输出功率变大，发动机超负荷工作。产生的直 接现象就是发动机 冒黑烟，甚至出现发动机熄火现 象。拆卸液压泵，打开液压泵的伺服控制装置 ，发现 调节弹簧折断。更换调节弹簧后 ，液压泵工作恢复正 常。还可以将液压泵的特性 曲线与标准曲线进行 比 较，例如图4所示为不同转速下的特性曲线图，蓝 线为所测曲线，随着液压泵输出压力的增大 ，泵的流 量比标准流量小，压力越大流量减小得越明显 ，说明 液压泵存在明显的泄漏，偏离的程度越大说明泄漏的 情况越严重 ，从而可以对液压泵的性能进行评估。 Qt L rai n ‘ 图 3 变量泵固定转速 1 6 5 0 r ／ ra i n 的特性曲线 35 岂 8 4 ． 7 ， 0 1 7 4 ． 7 ， 0 2 1 1 ． 8 。 0 Q ／ L- mi n 。 图4 变量泵不同转速下的特性曲线 2 ． 3 试验过程 中存在的问题 作者所用的三位一体传感器具有加载的作用，但 是不能直接在泵的出口处进行加载，液压泵的安全阀 在操纵阀组的集成模块 中，安全阀在测量仪器的后 面。仪器加载作用加大，溢流口缩小 ，泵的出口压力 极度变大 ，而此时液压泵 的安 全 阀在检 测仪器 之后 ， 起不到溢流的作用。由于高速挖掘机液压泵是变量 泵 ，此时泵的出口压力具有无限变大的趋势，会损坏 液压泵 ，甚至出现安全问题 。改进试 验方 案 ，三位一 体传感器不用来加载，只用来采集特征信息，把铲斗 液压缸的进出油 口接入一个模拟加载阀块，进行负载 模拟。即使加载阀阀口关闭，液压泵达到规定的压力 时安全阀会进行溢流。作者只是提出了液压泵就车检 测的方法以及思路 ，以及硬件设计；还存在模拟加载 阀块加载的精确度问题 ，完全可以利用电液比例溢流 阀对加载进行精确控制 ；同时信号的采集以及采集信 号 的处理方 面还有待改进 。 3结论 通过试验证明液压泵容积效率与泵特性曲线的 检测方法 ，能够很好地解决泵的E l 常维护保养以及故 障的诊断检测 ，而且连接接头的标准化使检测仪器的 安装过程简化，能够快速、准确地对液压泵的性能做 出评价。作者立足于工程机械液压泵检测 的实际需 要 ，提 出了泵 的就车检测 、维修方法 。该方法缩短 了 设备的检测周期，提高了检测效率 ，对设备维护有着 十分积极的意义 。 参考文献 【 1 】 姚成玉， 赵静一， 杨成刚． 液压气动系统疑难故障分析与 处理[ M] ． 北京 化学工业出版社 ， 2 0 1 0 ． 【 2 】 朱发新， 林少芬， 龚雅萍 ， 等． 工程机械液压系统性能试 验台中的液压泵动态性能试验研究[ J ] ． 机床与液压 ， 2 0 1 1 ， 3 9 3 4 7 4 9 ． 【 3 】 张春阳， 马巍， 唐以喜． 工程机械液压故障诊断的新技术 与方法[ J ] ． 筑路机械与施工机械化， 2 0 0 0， 1 7 2 2 3 25． 【 4 】 李新德． 液压系统故障诊断与维修[ M ] ． 北京 中国电力 出版社 ， 2 0 0 9 ． 【 5 】王积伟， 章宏甲， 黄谊． 液压和气压传动[ M ] ． - 北京 机械 工业出版社， 2 0 0 5 ． 【 6 】张寒蕾， 王春梅． 基于电液比例控制的液压试验台的液 压泵性能分析 [ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 9 ， 3 7 3 1 0 3 1 0 4． 【 7 】 来升， 穆希辉 ， 杜峰坡， 等． 负载敏感变量泵稳态特性研 究[ J ] ．机床与液压， 2 0 1 1 ， 3 9 9 7 4 7 6 ， 1 5 ．