[发明专利]一种液压泵的流量脉动测试装置

说明书

本发明公开了一种液压泵的流量脉动测试装置，属于液压系统振动噪声测试技术领域，其利用液压系统中阀体和部件的控制，设置压力、流量、温度等传感器对液压系统工作参数进行测量，测试所得信号通过信号采集系统输入信号分析系统进行处理；该装置能对测试工况下的系统声速和油液体积弹性模量进行实时修正，扩展液压泵流量脉动测试频率的有效范围，并解决了传感器安放位置不当导致测量结果无效的问题，实现在不同工况下液压泵流量脉动的准确测量。本发明的系统组成简单，操作方便，可对系统各种工作参数进行准确测量和调节，节省实验时的设备成本和时间成本，提升在不同工况下液压泵流量脉动测试的准确性和效率，具有较好的工程实用价值和应用前景。

技术领域

本发明属于液压系统振动噪声测试技术领域，具体涉及一种液压泵的流量脉动测试装置。

背景技术

由于液压泵自身结构以及油液的压缩性等因素，液压泵必然存在着周期性的流量脉动，流量脉动是引起液压泵流体噪声的根本原因。流量脉动与系统中管路和阀类发生耦合作用产生压力脉动，并经出口传播到整个液压系统；同时导致管道、泵壳振动，激发机械噪声和空气噪声，严重时会导致系统不稳定甚至发生谐振，对系统构件产生严重的破坏。因此，建立精确的流量脉动测试装置，对理解液压泵流体噪声产生机理，指导液压泵低噪声结构优化设计，降低液压系统的振动噪声具有重要的意义。

液压泵流量脉动具有高频、大流量的特点，现有动态流量计只能测试不超过300Hz的流量脉动，因此要测试高频液压泵流量脉动，必须采用间接测试的方法：通过对液压泵输出管道中压力、温度、粘度等易得信号进行测量，结合流体的连续性及压力波的传播特性，通过数学转化和计算得到流量脉动。国内外学者对泵源流量脉动测试方法进行了大量的研究，并设计了相对应的流量脉动测试装置。其中，英国Bath大学的Edge等人设计的“二次源”流量脉动测试装置和日本学者Kojima提出的“双系统/双压力”流量脉动测试装置分别于1996年和2015年被ISO制定成液压泵流量脉动的标准测试系统。“二次源”流量脉动测试装置可以用于测试具有复杂管道、高频大流量液压泵的泵源流量脉动，测试频率范围广，精度高，对测试影响因素考虑全面，但是“二次源”法对测试元件精度要求高，数据处理过程极其复杂，计算耗时长，测试系统引入陪试泵导致系统复杂且测试费用较高，需要具备专业知识的人员处理，不适用于工业环境的应用。相比之下，“双压力/双系统”测试法测试系统布置简单，操作方便，数据处理过程快且测试结果可靠性较高，适用于工业环境，但在测试过程中忽略了测试工况，如转速、压力、温度等改变对声速和油液体积弹性模量的影响；压力传感器数量限制了流量脉动频率的有效测试范围；压力传感器之间的距离为压力脉动谐波半波长的整数倍时会造成试验结果无效等，导致系统在一些特殊工况下，如高压，高转速工况下流量脉动的测试结果偏差较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有流量脉动测试装置的以上缺陷或改进需求的一种或多种：(1)未考虑测试工况对声速和油液体积弹性模量的影响，导致测试结果不准确；(2)压力传感器数量限制了流量脉动测试频率的有效范围；(3)压力传感器的安放位置不当造成测试结果无效；(4)系统复杂，数据处理过程复杂，耗时长且不适用于工业环境。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种液压泵的流量脉动测试装置，包括液压系统、信号采集系统和信号分析系统；

所述液压系统包括与被试泵的排油口相连的测试管路，设置在所述测试管路上的第一静态压力传感器，设置在所述排油口与所述第一静态压力传感器之间的至少三个动态压力传感器，以及设置在第一静态压力传感器远离排油口一侧的第一节流阀和第二节流阀；

所述信号采集系统分别与第一静态压力传感器、至少三个动态压力传感器通讯连接，所述信号分析系统通过信号采集系统获取各动态压力传感器在同一测试工况下的第一时域数据和第二时域数据，根据所述第一时域数据、第二时域数据对系统的声速和油液体积弹性模量进行校正，并根据校正后的声速、油液体积弹性模量、第一时域数据和第二时域数据计算所述测试工况下的流量脉动时域曲线；

其中，所述测试工况包括被试泵的转速和测试管道的压力值；