一种液压脉动衰减器测试系统技术方案

技术编号:23345284 阅读:87 留言:0更新日期:2020-02-15 04:31
本实用新型专利技术提供了一种液压脉动衰减器测试系统,通过在衰减器出入口设置压力传感器来测量衰减效果,同时通过变频器改变恒压变量柱塞泵的转速,由此可驱动恒压变量柱塞泵产生带有不同脉动频率的高压油,进而可测试脉动衰减器对0‑2000Hz频率范围内的压力脉动衰减效果;该测试系统采用简单的设备,可在0‑35MPa压力范围以及0‑40L/min流量范围内测试脉动衰减效果;并且能够对压力脉动信号进行频谱分析,定量评价脉动衰减器在所有工况下的脉动衰减效果。

A test system of hydraulic pulsation attenuator

【技术实现步骤摘要】
一种液压脉动衰减器测试系统
本技术属于流体传动与控制
,具体涉及一种液压脉动衰减器测试系统。
技术介绍
现代社会中,液压系统在各类工业、机械及军事设备上都具有重要作用。此外,在航空领域,现代飞机的航面操纵系统与动力收放系统几乎都是液压驱动的。液压系统作为飞机系统的重要组成部分,可靠性和寿命水平要求也随之提高。然而,飞机液压系统通常采用发动机驱动的液压柱塞泵,由于其驱动方式的固有特性,液压油源往往存在比较严峻的压力和流量脉动。这种脉动通常会导致管路振动、噪声、泄漏及液压系统结构损坏,严重情况下可能导致飞机系统的故障和事故。随着液压系统逐渐向大功率,高精度发展,液压管路中的流体脉动问题成为了制约其发展的一大主要因素。在液压系统中,产生流量脉动的主要根源有两类:一是液压泵,二是执行机构、控制元件及负载。现有的液压泵主要以柱塞泵为主,其吸排式周期性的工作方式决定了其流量脉动的产生,这是柱塞泵固有的特性。此外,当流量脉动在沿管道传输的过程中遇到阻抗时,就会转化为压力脉动,而压力脉动也反过来影响流量脉动,二者相互转化。不管是流量脉动还是压力脉动都具有一定的周期性,而传输管道也具有一定的固有频率,甚至是管道所载牛顿/非牛顿流体,也具有一定的频率特性,故而压力脉动频率、管道固有频率以及流体频率,三者中有任意两个重叠,则流固耦合加剧,造成的危害将不可估量。安装脉动衰减器,特别是在泵源、管路布局等被限定的情况下,衰减给定频率范围内的压力脉动,是一种非常有效的消除液压系统脉动的方法。因此需要对脉动衰减器的衰减效果进行测试和验证。
技术实现思路
有鉴于此,本技术的目的是提供一种液压脉动衰减器测试系统,可以通过简单的设备对液压脉动衰减器的衰减效果进行测试。一种液压脉动衰减器测试系统,用于对脉动衰减器(13)的衰减效果进行测试,包括液压油源、变频器(2)、电机(3)、恒压变量柱塞泵(4)、两个压力传感器以及加载油缸(7);其中,恒压变量柱塞泵(4)的进油口接通液压油源的出油管路,出油口串接第一压力传感器(11)后接脉动衰减器(13)的进油口;脉动衰减器(13)的出油口串接第二压力传感器(12)后接加载油缸(7)的进油口,加载油缸(7)的出油口接液压油源的回油管路;电机(3)用于驱动恒压变量柱塞泵(4),变频器(2)用于调整电机(3)转速;第一压力传感器(11)和第二压力传感器(12)分别用于测量脉动衰减器(13)进油口和出油口的油压。进一步的,恒压变量柱塞泵(4)的进油口接有吸油虑(1)。进一步的,恒压变量柱塞泵(4)的出油口通过单向阀(5)和油滤(6)与脉动衰减器(13)的进油口相连。进一步的,脉动衰减器(13)的出油口与加载油缸(7)的进油口之间管路还接有换向阀(8)和节流阀(9)。进一步的,恒压变量柱塞泵(4)的出油口与液压油源的回油管路之间还接有电磁溢流阀(10)。较佳的,所述两个压力传感器型号为NS-P224型。进一步的,还包括数据采集系统,通过数据采集卡实时采集两个压力传感器的压力信号,并送入数据采集系统设置的测控计算机进行存储和处理;其中,所述处理包括对信号进行数字滤波,得到两路压力信号的时域和频域信息,最后得出衰减效果。本技术具有如下有益效果:本技术提供的一种液压脉动衰减器测试系统,通过在衰减器出入口设置压力传感器来测量衰减效果,同时通过变频器改变恒压变量柱塞泵的转速,由此可驱动恒压变量柱塞泵产生带有不同脉动频率的高压油,进而可测试脉动衰减器对0-2000Hz频率范围内的压力脉动衰减效果;该测试系统采用简单的设备,可在0-35MPa压力范围以及0-40L/min流量范围内测试脉动衰减效果;并且能够对压力脉动信号进行频谱分析,定量评价脉动衰减器在所有工况下的脉动衰减效果。附图说明图1为本技术的一种液压脉动衰减器测试系统的管路连接图;图2为本技术的电控系统原理图。其中,1-吸油虑,2-变频器,3-电机,4-恒压变量柱塞泵,5-单向阀,6-油滤6,7-加载油缸,8-换向阀,9-节流阀,10-电磁溢流阀,11-第一压力传感器,12-第二压力传感器,13-脉动衰减器。具体实施方式下面结合附图并举实施例,对本技术进行详细描述。如图1所示,本技术的测试系统用于对脉动衰减器13的衰减效果进行测试,该系统主要包括液压油源、变频器2、电机3、恒压变量柱塞泵4、两个压力传感器以及加载油缸7;其中,恒压变量柱塞泵4的进油口接通液压油源的出油管路,出油口串接第一压力传感器11后接脉动衰减器13的进油口;脉动衰减器13的出油口串接第二压力传感器12后接加载油缸7的进油口,加载油缸7的出油口接液压油源的回油管路;电机3用于驱动恒压变量柱塞泵4,变频器2根据系统指令调整电机3转速,由此将高压油经由脉动衰减器13送入加载油缸7,以此控制其往复运动;由于变频器2可控制电机3转速,由此可驱动恒压变量柱塞泵4产生带有不同脉动频率的高压油,脉动衰减器13在此过程中对脉动进行衰减。本技术在脉动衰减器13的出、入口分别安装有两个高精度压力传感器11,可分别检测衰出入口的压力脉动情况,通过比对两个压力脉动情况,测试脉动衰减效果。进一步的,恒压变量柱塞泵4的进油口接有吸油虑1,用于清洁系统介质,保证柱塞泵4入口油液不被污染;恒压变量柱塞泵4的出油口通过单向阀5和油滤6与脉动衰减器13的进油口相连,单向阀5用于控制油路方向,油滤6用于清洁柱塞泵4出口油液不被污染;脉动衰减器13的出油口与加载油缸7的进油口之间管路还接有换向阀8和节流阀9,换向阀8用于控制油路方向进而调节液压缸7的运动方向,节流阀9用于控制系统流量,进而控制液压缸7的运动速度。恒压变量柱塞泵4的出油口与液压油源的回油管路之间还接有电磁溢流阀10,在系统压力超过设定阈值的情况下打开,保证系统压力在安全范围以内,为整个系统提供安全保护。液压油源的其他附件其辅助功能,不再赘述。本技术为了控制电机3的转速,实现对压力脉动频率的控制,采用变频器2来匹配系统驱动电机3。恒压变量柱塞泵4的压力脉动是由流量脉动的基频及其谐波组成的周期信号,它的瞬时流量Q可以表达成:上式中:S为单个柱塞截面积;R为柱塞的分布圆半径;ψ为柱塞泵转动角速度;γ为斜盘倾角;z0为处于排油区的柱塞数;φ为柱塞转过的角度;θ为相邻柱塞夹角的一半;z为液压泵柱塞数。令代入上式可得:其傅立叶级数展开表达式为:上式中:Q0为柱塞泵平均流量。由上式可知,瞬时流量可以分成常量和变量两部分。试验中采用恒压变量柱塞泵,根据柱塞泵的流量特性,取基波和一次谐波来逼近原曲线,其瞬时流量的傅立叶级数展开表达式为:上式中:A0为流量脉动幅值。通过计算可知,流量脉动幅值A0约为平均流量Q0的1.206%。由此可见,采用基波和一次谐波流量叠加,就大体上接近泵的固有流量。其流量脉动频本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种液压脉动衰减器测试系统,用于对脉动衰减器(13)的衰减效果进行测试,其特征在于,包括液压油源、变频器(2)、电机(3)、恒压变量柱塞泵(4)、两个压力传感器以及加载油缸(7);其中,恒压变量柱塞泵(4)的进油口接通液压油源的出油管路,出油口串接第一压力传感器(11)后接脉动衰减器(13)的进油口;脉动衰减器(13)的出油口串接第二压力传感器(12)后接加载油缸(7)的进油口,加载油缸(7)的出油口接液压油源的回油管路;电机(3)用于驱动恒压变量柱塞泵(4),变频器(2)用于调整电机(3)转速;第一压力传感器(11)和第二压力传感器(12)分别用于测量脉动衰减器(13)进油口和出油口的油压。/n

【技术特征摘要】
1.一种液压脉动衰减器测试系统,用于对脉动衰减器(13)的衰减效果进行测试,其特征在于,包括液压油源、变频器(2)、电机(3)、恒压变量柱塞泵(4)、两个压力传感器以及加载油缸(7);其中,恒压变量柱塞泵(4)的进油口接通液压油源的出油管路,出油口串接第一压力传感器(11)后接脉动衰减器(13)的进油口;脉动衰减器(13)的出油口串接第二压力传感器(12)后接加载油缸(7)的进油口,加载油缸(7)的出油口接液压油源的回油管路;电机(3)用于驱动恒压变量柱塞泵(4),变频器(2)用于调整电机(3)转速;第一压力传感器(11)和第二压力传感器(12)分别用于测量脉动衰减器(13)进油口和出油口的油压。


2.如权利要求1所述的一种液压脉动衰减器测试系统,其特征在于,恒压变量柱塞泵(4)的进油口接有吸油虑(1)。


3.如权利要求1所述的一种液压脉动衰减器测试系统,其特征在于,恒压变量柱塞泵(...

【专利技术属性】
技术研发人员:马纪明杨光武刘茂春严志豪刑艺萌
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:新型
国别省市:北京;11

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