1.3本课题的选题目的与意义

因国内液压元件的研究起步较晚、技术较落后，与国外先进水平相比，差距较大，并且液压元件产品的性能和可靠性都比较低，因此高性能的液压元件都依赖于进口，从而使得国内主机制造厂商无论在产品价格、供应周期、技术支持、售后服务等方面严重受到国外供应商的制约。因此，自主设计和开发高性能液压泵、马达等液压元件至关重要，而设计和维修液压泵、马达元件及液压系统等都需大量试验数据提前来鉴定产品的性能和可靠性，以保证产品的质量和系统可靠性。因此，在研究和设计中需要进行相应的测试，而液压泵-马达试验系统作为液压泵和马达元件在设计、研发、试制及维修优化过程中的试验装置，其性能的好坏直接影响到液压泵、马达元件的性能、可靠性和指标的真实性[9][12]。

在世界能源日益紧张及环境严重污染的情况下，人们对能源的利用和环境的保护倍加关注。常见的液压泵和马达试验系统采用比例溢流阀或者节流阀与溢流阀结合的方式加载，虽然具有系统结构简单、调节方便，但能量耗损大、产生的热量大、温升快、试验费用昂贵，不适合大功率液压元件的测试；而以往的功率回收式液压泵或马达试验系

统大多采用改变被试泵和陪试马达之间封闭容腔的‘困油’量来实现加载压力的调节，其调压灵敏度高、分辨率低且不稳定受干扰波动大、测试精度不高[13][14][15]。

2液压回路设计与分析

通过图2.1可知，该试验台通过将电机3和液压泵（被试泵）1连接，使得电机3和液压泵（被试泵）1的转速相同，电机3通过输出扭矩来带动液压泵（被试泵）1的转动，液压泵（被试泵）1输出流量给液压马达（加载马达）5，使得液压马达（加载马达）5开始运转，液压马达（加载马达）5通过连接装置4（锥形齿轮）连接在液压泵（液压泵）1和电机3中间。液压马达（加载马达）5转动后产生的扭矩通过连接装置4与电机3一

起提供给液压泵（被试泵）1，这就可以使电机3的输出扭矩减小，而液压马达（加载马达）5所输出给液压泵（液压泵）1的扭矩就是液压试验台所回收的功率。

而该系统能够正常运行的必要条件是液压泵（被试泵）1的排量要大于液压马达（加载马达）5的排量，此时，多余的流量一部分从溢流阀6流出，另一部分在液压泵（被试泵）1和液压马达（加载马达）5之间的封闭容腔中形成‘困油’现象，油液在液压泵（被试泵）1与液压马达（加载马达）5之间的油管中被压缩，从而构成系统的压力。

1液压泵（被试泵）2转矩转速仪3电机4传动装置5液压马达（加载马达）

6溢流阀7流量计8压力传感器9压力表10单向阀11三位四通换向阀12油箱

图2.1机械功率回收型液压试验系统原理图

该液压系统回路的工作原理是电机转动输出扭矩，通过联轴器带动液压泵一起转动，液压泵与液压马达通过油管连接，同时液压泵也与溢流阀连接，在一开始液压泵里的油液输出后，在油管里停留，形成‘困油’现象，使得系统回路中的压力越来越高，液压泵输出流量带动液压马达转动，部分油液通过溢流阀流出，液压马达转动后通过传动装置与电机连接，将其输出扭矩和电机一起输送给液压泵，这可以使得电机的输出扭矩减小，以此来达到机械功率回收的目的。

2.1液压试验台设计

液压试验台的初步设计中，根据平台的摆放位置可分为三种，分别为平面、斜面和竖直面。因为本课题将被试验装置定为液压泵，而由于被试验装置一般会经常要拆卸，因此需要将被实验装置摆放在平台上。虽然将平台设置成斜面或者竖直面有利于系统液压元件的装拆，并且液压元件的种类等有比较直观、清晰，但是由于液压泵自身的重量原因，放置在斜面或者竖直面上会有元件滑落的情况产生，因此本次试验台的设计将平台设计成平面。