实验内容和原理系统中使用了多层过滤以确保进入车辆液压系统的液压油的清洁。在高压油出口并联有两个溢流阀,一个作为安全阀设定好后锁紧,另一个作为调压阀调节试验压力。进行车辆液压系统试验时,载重越野车液压系统与车载油泵脱开,试验台通过球阀及软管与车辆液压系统进油口、回油口相连,通过单向阀及软管与车辆液压系统卸油口相连。试验台油泵送出的高压油经高压软管进入车辆液压系统,液压油经过车辆液压系统管路后,*后又经软管回到试验台油箱。压力传感器和压力表安装在紧邻车辆液压系统进出油口,分别检测进出车辆液压系统液压油的压力。进行其它液压元件(除液压泵)试验时,通过球阀及软管和液压元件的进油口、回油口相连,通过单向阀及软管与车辆液压系统泄油口相连,高压油经高压软管进入液压元件,而后又经高压软管返回油箱。进行泵特性试验时,将测试泵参照试验台液压泵连接油箱和管路,以构成液压回路,经过滤后的低压油经软管进入测试泵,测试泵的高压油通过高压软管经过试验台其它液压模块,测试泵的泄油口与油箱的泄油口相连,以使泄出油液不污染环境。利用液压系统其它模块的压力控制阀和流量控制阀对被测泵建立负载,通过调节控制阀件可以模拟调节被测泵的负载,改变被测泵的输出油压。试验台采用变频器调节电机转速从而改变泵的转速,试验台可测试泵在不同转速下的流量值。
液压元件的测试,例如:三级单作用油缸及溢流阀、节流阀等,通过测得实验台的压力、流量等参数,可得出元件的特性曲线。泵的特性测试可以测得泵的诺模图(该图表示泵的允许转速和吸油口压力关系)、排量比图(该图表示吸油口绝对压力和泵的转速关系)、流量-压力特性曲线、泵的容积效率-压力和总效率-压力特性曲线等泵的重要特性曲线图。泵的特性测试的主要参数有:泵的进油口压力和流量,泵的出油口压力和流量,泵的转速,泵的输入扭矩等参数。
通过上述两种特性测试所得到的特性曲线图,可利于维修和保养人员对车辆的液压系统做出合理而全面的判断。泵的理论流量qt=2n60V<1>,其中:V为泵每旋转一弧度的排量。容积效率v=Pt=qpqtp=qt<1>,其中:q为流量传感器测得的实际流量。机械效率m=PtPr=qtpPr<1>,其中:p=p1-p2,p1为出口压力,p2为入口压力,Pr=2n60T(T为测得的电机转矩)。
总效率=Pr=qpPr=qtvpPr=v(qtpPr)=vm<1>2控制系统控制系统主要是对液压系统中的电机、电磁元件和传感器等电器元件供电。设计中,考虑到工况的实际情况,为了提高实验台使用的可靠性,设定了两种并行的控制方式:手动控制和自动控制,在一种控制方式出现问题时,用另一种控制方式控制。
控制系统原理图如所示。
控制部分原理图本实验台控制系统的特点:(1)手动控制方式中,电磁阀与相应的旋钮串联,指示灯与电磁阀并联,此时,通过观察指示灯的亮灭或旋钮的方向即可知道电磁阀是否工作,因此,手动控制方式具有直观、操作方便的特点,可方便测试人员进行较简单的液压元件测试工作。
(2)自动控制方式中,与继电器板上相应的继电器串联,继电器板与研华PCLD8115端子板相连,端子板和研华PCL818多作用数字模拟信号卡相连。工作过程是:信号卡发出信号,在相应端口的继电器板上继电器通电,继电器线包得电,触点闭合,对应的电磁铁工作。通过工控机,我们可以设定实验项目,实验中,通过程序顺序控制相应的元件,并可通过和电磁铁并联的指示灯,显示出元件的状态。泵的电机采用变频器进行调速控制,变频器采用RS482通讯协议与工控机进行通讯。
信号采集和后台处理系统信号采集和后台处理系统包括数据采集、根据采集结果绘制特性曲线、或以表格形式给出测试结果,并将所得试验结果(含特性曲线及表格数据)以可扩展标记语言的格式存储。XML格式存储文件具有如下特点:(1)XML的语法允许开发者使用普通的文本来自行定义任意复杂度的结构,允许不同系统之间跨平台交换异构的结构化数据,可以有效地解决新旧系统平台、不同应用系统平台之间或者不同数据源之间的数据共享与交换问题。(2)XML将信息内容和表现形式的合理分开提高了XML信息的可理解性、可交换性和可重用性。(3)采用XML来进行信息集成无需对原有的系统做大量的改造即可继续使用等。
结论该实验台已投入实际应用,实验效果良好,测试数据均满足要求,可进行多种液压元件和系统的测量。与普通液压实验台相比,采用液压集成模块法、手动和自动并联控制法及XML信息集成法等后,多功能实验台具有结构简单,成本低,工作可靠,抗干扰能力强,试验信息丰富、可靠等特点。并具有良好的扩展性能,如有新的测试要求,实验操作人员可通过预留接口连接液压回路、电路和编写程序,即可满足新的要求,从而使实验台应用范围加强,提高使用率,降低企业的成本。