图2.2液压泵试验台结构简图

2.1国内外研究现状

2.1.1国外液压试验台的发展概况

国外的液压技术和液压试验台出现的比较早，发展速度也快，水平较高，其总体的液压系统在性能上普遍较高，并且很多液压元件设计制造的企业在产品的设计研发、生产工艺及制定等过程中采用了计算机辅助设计及测试技术。直到现在，国外大多数国家以及有关液压元件设计、研发、生产的企业都有液压泵性能测试试验台系统[1]。

2.1.2国内液压试验台的发展概况

国内的科研技术发展缓慢并且各行业相对起步发展较晚，与国外试验台技术相比还是有很大差距，国内最早出现液压试验台测试系统的时间在上世纪80年代。90年代后期，上海的一些研究所也相继研制出来一些具备计算机辅助功能控制和测试的试验台系统，但由于硬件条件及技术的限制，对于液压泵的动态性能测试并不理想[2]。

1993年3月,鸡西矿务局恒山煤矿,设计了采煤机油泵、油马达综合实验台，

如图2.3所示,对油泵进行了空载跑合、分级加载跑合、满载和超载试验。该实验台采用开式非功率回收液压系统,辅助泵供油防止被试泵供油不足,溢流阀背压加载,交流电机做动力源,桥式整流阀和液动换向阀装置可以使被试泵任意接进出油口,换向后能自动调整油液流向,操作方便[3]。

图2.3采煤机油泵、油马达综合实验台原理图

1998年12月,石家庄铁道学院设计了大型功率回收液压实验台,在对液压试验中功率回收方案理论分析的基础上,完成了液压泵实验台机械补偿功率回收系统和液压马达实验台液压补偿功率回收系统设计,对同类液压泵实验台的设计有普遍参考价值[4]。

2006年，北京航空航天大学研制出一种变负载液压泵试验台，控制系统如图2.4所示，其应用与航空设备液压泵性能及寿命测试方面，其优势在于该实验台系统采用了功率回收的方式，该试验台具备的功能齐全，系统试验压力、功率大，可进行高转速工况试验，能够实现远程控制和监测，其能源控制方面采用功率回收方式，回收效率可以达到60%以上[5]。

图2.4液压泵变量负载加速寿命实验台控制系统

2007年9月,宝鸡石油机械有限责任公司设计了大功率、超高压（52MPa）钻井泵试验系统。该试验系统采用交流变频技术调节被试液压泵转速,能实现无级调速,操作方便、节能、环保传动装置采用单级双速变速箱,提高了试验系统的

试验范围电气控制系统能实现对被试液压泵的在线监控和测定[6]。

2009年12月,浙江工业大学从泵实验台液压回路、测试硬件及测试软件入手,使用LabVIEW8.5作为开发工具,将测试技术与虚拟仪器技术结合起来,建立了一套集试验系统,数据采集、处理为一体的液压泵测试系统[7]。

3方案论证

3.1机械功率回收型液压试验台的基本工作原理

通过图3.1可知，该试验台通过将电机3和液压泵1连接，使得电机3和液压泵1的转速相同，电机3通过输出扭矩来带动液压泵1的转动，液压泵1输出流量给液压马达5，使得液压马达5开始运转，液压马达5通过连接装置4（锥形齿轮）连接在液压泵1和电机3中间。液压马达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1，这就可以使电机3的输出扭矩减小，而液压马达5所输出给液压泵1的扭矩就是液压试验台所回收的功率。

图3.1机械补偿功率回收液压试验系统原理图

而该系统能够正常运行的必要条件是液压泵1的排量要大于液压马达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1和液压马达5之间的封闭容腔中形成‘困油’现象，油液在这中间被压缩，从而构成系统的压力。