液压传动试验指导书

实验一液压泵性能测定
§1 实验目的
了解液压泵的性能，学会小功率液压泵性能的测定方法。

§2 实验内容及方法
液压泵的主要性能有: 额定压力、额定流量、容积效率、机械效率、总效率、压力振摆值、振动、噪声、温升、寿命等。

常用单级定量叶片液压泵的各项技术性能指标见下表（摘自JB2146—77）
本次实验主要测定液压泵的效率。

图1-1就是液压泵性能的测定回路，回路中18号液压元件是一个定量叶片泵，它就是本次实验要测定的液压元件，其额定压力为6.3MPa。

回路中11号液压元件是一个先导式溢流阀，在本次实验中，它作为一个安全阀使用。

也就是在正常实验中它不能溢流，只有当误操作，系统过载的时候，它才打开，起保护作用。

油泵排出的油液，全部通过10号液压元件节流阀，然后通过流量计，回油箱。

液压泵由原动机输入机械能，将机械能转换成液压能输出，并通过液压控制回路，驱动执行机构动作。

由于泵内有摩擦损失和容积损失，所以泵的输出功率必定小于输入功率。

泵的总效率等于容积效率乘以机械效率。

其计算公式为：
v m ηηη=⋅。

本实验的任务就是测出泵的这三个效率系数。

下面我们就来进行具体分析： 容积效率
液压泵因内泄漏将造成流量的损失，油液粘度愈低，压力愈高，漏损就愈大。

其损失的大小情况，通常用容积效率来衡量。

容积效率ηv 等于泵的实际流量与理论流量的比，即
q
v q t
η=。

实际流量，
是泵在某一工况下，单位时间内排出油液的体积，即v
q t ∆=∆。

△v 由椭圆齿轮流量计测定，△t 用秒表测定。

泵的理论流量q t ，是指泵在没有泄漏的情况下，单位时间内排出油液的体积。

其数值并不是按泵设计的几何参数和运动参数计算得。

通常是用泵的空载流量作为理论流q t 。

即以泵在额定转速下，出油口压力p=0时的实际流量q 作为理论流q t 。

总效率
泵的总效率η，还可以表达成P
P i η=。

即泵的总效率η等于泵的输出功率P 与输入功率P i 之比。

泵的输出功率P ，等于流量q 与吸压油口压差△p 的乘积。

即P=q.△p 。

因此，泵的输出功率P ，可以通过测定泵的流量q 和压力p 而得到。

泵的输入功率P i ，等于泵的角速度ω与输入转矩T 的乘积，即P i =ω. T 。

因此，泵的输入功率P i ，可以通过测定泵的角速度ω和输入转矩T 而得到。

角速度ω 通过测定泵的转速获得，输入转矩T 通过电机平衡装置测。

机械效率
泵的机械效率ηm ，等于总效率η除以容积效率ηv ，即
m
v
η
η
η=。

§3 实验步骤（参考）
使电磁阀17处于中位，电磁阀13处于常态（0位），启动液压泵18，
关闭节流阀10，调节溢流阀11，使系统的压力高于被测试泵额定压力10%左右（本实验为70kg/cm 2
）其压力值由压力表12–1读出。

然后调节节流阀10的开度，使泵的输出压力分别为0kgf/cm 2
、9kgf/cm 2
、18kgf/cm 2
…… 63kgf/cm 2。

测出每一对应压力下泵的流量、转速和输入转矩。

（流量用椭
圆齿轮流量计与秒表测定，转速用手持式机械转速表测定，输入转矩用电机平衡装置测定）将测试数据，分别填在记录表格中a栏和b栏内。

注意：节流阀每次调节后，需运转1–2分钟，再测定有关数据。

实验一记录表格
实验条件：油温杠干臂长500mm
4
§4 实验报告
根据q=f1(p)、P t=f2(p)、ηv=ψ1(p)、ηm=ψ2(p)和η=ψ(p)，用直角坐标纸绘制特性曲线，并分析被试泵的性能。

§ 5 思考题
1. 实验油路中溢流阀起什么作用？
2. 实验系统中节流阀为什么能够对被试泵进行加载（可用流量公式q=K.A.
△p m进行分析）。

3. 从液压泵的效率曲线中可得到什么启发？（如合理选择泵的功率，泵的
合理使用区间等方面）。

实验二溢流阀静态性能测定
§1 实验目的和要求
深入理解溢流阀稳定工作时的静态特征，着重测试溢流阀静态特征中的调压范围、压力稳定性、卸荷压力、压力损失和启闭特性，根据测试结果，对被试阀的静态特性作适当的分析。

通过实验，学会溢流阀静态性能的测试方法，学会本实验所用仪器和设
备的使用方法。

§2 实验内容
本次实验是测定溢流阀的静态性能。

实验回路如图2-1所示。

回路中的14号液压元件是一个外控溢流阀。

它就是本次实验中的被测试元件。

它的额定压力是63kgf/cm2。

溢流阀的静态性能指标
一、调压范围及压力稳定性
1.调压范围应能达到规定的调压范围（5–63kgf/cm2），并且压力上升与下降应平稳，不得有尖叫声。

2. 压力振摆值在调压范围最高值时的压力振摆（在稳定状态下调定压力的波动值），当压力表不装阻尼时，应不超过±2kgf/cm2。

3. 压力偏移值在调压范围最高值时压力偏移值，一分钟内应不超过±
2kgf/cm2。

二、卸荷压力及压力损失
1. 压力损失当被试阀的调压手柄调至全开位置，在实验流量下，被试阀进出油口的压力差即为压力损失。

其值应不超过4kgf/cm2。

2. 卸荷压力当被试阀的远程控制口与油箱直通，阀体在卸荷状态，且通过被试阀的流量为试验流量时的压力损失，称为卸荷压力。

（本实验中可用二位二通电磁换向阀16，使被试阀14处于卸荷状态）。

卸荷压力应不超过±2kgf/cm2。

三、启闭特性
1.开启压力：被试阀调至调压范围最高值。

系统供油量为试验流量时，调节系统压力逐渐上升，当通过被试阀的溢流量为试验流量1%时，系统压力值被称为被试阀的开启压力。

压力级为63kgf/cm2的溢流阀，规定闭合压力不小于53kgf/cm2 (即额定压力的85%）。

2.闭合压力：被试阀调至调压范围最高值。

系统供油量为试验流量时，调节系统压力逐渐下降，当通过被试阀的溢流量为试验流量1%时，系统压力值称为被试阀的闭合压力。

压力级为63kgf/cm2的溢流阀，规定闭合压力不小于50kgf/cm2 (即额定压力的80%）。

§3 实验方案及操作步骤(参考)
一、系统准备
调节节流阀10，使其处于关闭状态；三位四通电磁换向阀17，处于中位；被试阀14完全关闭；两位三通换向阀13、15处于常态；起动油泵18。

二、调压范围及压力稳定性测定
1.调节溢流阀11，使系统压力比被试阀14的额定压力高10％左右，即为70kgf/cm2左右(其值由压力表P12-1测出)——然后使两位三通换向阀13通电。

2.调节被试阀14，使其进口压力为63kgf/cm2( 其值由压力表P12-2测出)——调节溢流阀14的调压手柄从全开至全闭，再从全闭至全开，通过压力表P12-2,观察压力上升与下降的情况：如是否均匀；有否突变或滞后等现象，并测量调压范围，反复试验不少于3次。

3.压力稳定性调节被试阀14，使其在调压范围内取5个压力值（其中包括调压范围最高值63kgf/cm2），测量对应压力的压力振摆值(用压力表P12-2测量)，并找出最大压力振摆值。

4.调节被试阀14至调压范围最高值63kgf/cm2(其值由压力表P12-2读出)，测量一分钟内的压力偏移值。

三、压力损失及卸荷压力
1. 压力损失
在试验流量下，调节被试阀14的调压手柄至全开位置，用压力表P12-2
测量压力损失值。

2.卸荷压力：
调被试阀14至调压范围最高值63kgf/cm2，将二位二通电磁换向阀16通电，使被试阀14远程控制口接油箱，用压力表P12-2读出卸荷压力值。

注意事项：当被试阀14压力调好后，应将P12-2的压力表开关转至0位，待16通电后，再将其转至压力接点12-2，读取卸荷压力值。

这样可以保护压力表不被打坏。

四、启闭特性
关闭溢流阀11，调节被试阀14至调压范围最高值63kgf/cm2，测量此时通过被试阀14的流量(此流量即为试验流量)。

方案一
1.调节溢流阀11，使系统分8-12级逐渐降压，测量各级压力下，被试阀相应的流量（被试阀溢流量较大时，通过流量计测定油液容积变化量V
∆，溢流量较小时用量杯测定油液容积变化量V
∆，时间用秒表计量。

），直到被试阀14的溢流量减少到试验流量的1％，此时的压力表P12-2的读数值，便是闭合压力。

（一般情况很难刚好测得试验流量的1％值，实际测试中只要测得接近并小于试验流量的1％即可。

然后用内插法求得闭合压力）。

再继续分级逐渐降压，记录下相应的压力和溢流量，直到被试阀14停止溢流为止。

此时泵的全部供油量从溢流阀11溢出。

（实际测试中，只要测到液流从油管中排出时已不呈线流即可）
2.反向调节溢流阀11，使系统分级逐渐升压，从被试阀的液流呈线状起，开始测量流量，并记录各级压力和流量值，当被试阀14的溢流量达到试验流量1％时，压力表P12-2的读数，即为开启压力。

再继续调节溢流阀11，分8-12级升压，一直升至被试阀14的调压范围最高值63kgf/cm2，记下各级相应的压力与溢流量。

说明：试验中也可先测开启特性，再测闭合特性。

注意事项：在实验过程中，应边测试边计算被试阀的流量，及时掌握流量的变化情况。

方案二
将被试阀调至调压范围最高值63kgf/cm2，且系统供油量为试验流量，将系统压力调至被试阀规定的（最小）开启压力和闭合压力，分别测出这时通过被试阀的溢流量，其值不得大于通过该阀试验流量的1%。

操作步骤如下：
1.调节溢流阀11，使系统分8-12级逐渐降压，测量各级压力下被试阀相应的溢流量，直到压力降至被试阀14的规定最小闭合压力（50kgf/cm2）时，测量通过被试阀14的溢流量。

再继续调节溢流阀11，分级逐渐降压，测量相应的溢流量，直到被试阀停止溢流为止。

2.反向调节溢流阀11，使系统分级逐渐升压，从被试阀14的溢流呈线状起，开始测量流量，并记录各级压力和流量值，当压力升至被试阀的最小开启压力（53kgf/cm2）时，测量通过被试阀14的溢流量。

再继续分8-12级逐渐升压，直到被试阀的调压范围最高值63kgf/cm2，测量各级压力对应
的流量。

§4 实验报告
1.根据开启过程与闭合过程的测试数据，绘制被试阀的启闭特性曲线。

2.根据整理好的静态特性数据及曲线，对被试阀的静态特性作适当分析。

3.思考题
(1)溢流阀静态试验技术指标中，为什么规定的开启压力大于闭合压力？
(2)溢流阀的启闭特性，有何意义？启闭特性好与坏对使用性能有何影响？（如调压范围、稳压、系统的压力波动等方面）。

实验二记录表格
实验结果闭合压力kgf/cm2开启压力kgf/cm2
11
实验三 基本回路实验
§I 节流回路（节流调速及加载工作原理）
一、实验目的
了解液体流经节流阀时，流量、节流口通流面积和节流阀前后压差之间的关系（m q K A p =∙∙∆）。

加深理解节流调速与节流加载的工作原理。

二、实验内容及原理
节流实验回路如图3-1所示。

本实验根据30号液压元件节流阀的工作原理进行，实验中主要由限压式变量泵供油。

1.节流加载：由公式m
q K A p =∙∙∆可知，当q 保持不变时，改变节流口通流面积A 的大小，必然会引起节流口前后压差p ∆的变化。

在实验回路中节流口前后压差82p p p ∆=-。

若此时背压阀4处于全开状态，则
20p ≈，8p p ∆≈ 。

而8p 是工作油泵的出口压力。

因此得出结论：当通
过节流阀30的流量保持不变时，改变节流阀30开口的大小，将会引起工作油泵负荷的变化。

此时节流阀30就相当于一个负载。

这就是节流加载的工作原理。

注意： 要保证此项实验的前提——通过节流阀30的流量不变，首先必须保证工作油泵的流量不变；其次，通过溢流阀3的流量也不能发生变化。

2.节流调速：由公式m q K A p =∙∙∆可知，当节流口前后压差p ∆保持不变时，改变节流口通流面积A 的大小，必然会引起通过节流口流量q 的变化。

在实验回路中，若节流阀30的进口压力8p 和出口压力2p 保持不变，其前后压差82p p p ∆=-就保持不变。

在此前提下，改变30号阀开口的大小，则通过它的流量将发生变化。

若此时在节流阀30的后面接有一个执行元件。

则执行元件，所获得的压力不变，但是流量发生了变化，因此其运动速度将发生变化。

此时节流阀30就相当于一个调速阀。

这就是节流调速的工作原理。

注意： 要保证此项实验的前提——节流阀30的前后压差82p p p ∆=-不变，就必须使溢流阀3和背压阀4始终处于正常溢流状态。

3. 压差对流量的影响：由公式m q K A p =∙∙∆可知，当通流面积A 不变时，若改变压差p ∆，则通过节流口的流量q 将发生变化。

在实验回路中，若使节流阀30的开口保持不变，设法改变其前后压差82p p p ∆=-，则通过节流阀30的流量必然发生变化。

4. 流量对压差的影响：由公式m
q K A p =∙∙∆可知，当通流面积A 不变时，若改变通过节流口的流量q ，则压差p ∆将发生变化。

在实验回路中，若使节流阀30的开口保持不变，设法改变通过节流阀30的流量q ，则其前后压差82p p p ∆=-必然发生变化。

三、实验步骤
1.制定实验方案 分析3-1所示的实验回路，按照上述实验内容及原理，制定出合理的实验方案。

2.实验操作 按照既定方案，逐项进行实验，测定相关数据。

四、实验数据
实验数据记录表
五、思考题
1.节流加载实验中，溢流阀3起什么作用？如何得知此为节流加载，试用公式说明。

2.节流调速实验中，溢流阀3起什么作用？串联在系统中的节流阀实现调速的条件是什么？
附：参考方案及操作步骤
(一).开机准备
1).回路转换开关旋至I位，使节流回路示教板灯亮；
2).节流开关旋至0位，使1T断电；
3).压力表开关35旋至p2，37旋至p8；
4).旋紧溢流阀5的调压手柄；
5).松开溢流阀3和背压阀4的调压手柄；
6).接通流量计开关；
7).启动油泵II；
8).调溢流阀3，使p8=40kgf/cm2；
9).节流开关旋至I位（使1T接通）；
(二).实验操作
1.节流加载(在上面调定基础上，按下面步骤进行)
1).调节流阀30，使p8=24kgf/cm2，----------记录：p8、p2、q；
2).调节流阀30，使p8=22kgf/cm2，----------记录：p8、p2、q；
3).调节流阀30，使p8=20kgf/cm2，----------记录：p8、p2、q；
2.节流调速(在上面操作的基础上，继续下列操作)
1).调节流阀30，使p8=20kgf/cm2，------调背压阀4，使p2=5kgf/cm2，
-----调溢流阀3，使p8=20kgf/cm2，（注意观察，液流计26应有油
液回油箱）----------记录：p8、p2、q；
2).调节流阀30，使手柄逆时针旋转2格（节流开口减小），------调
背压阀4，使p2=5kgf/cm2，-----调溢流阀3，使p8=20kgf/cm2，（若
p8未升高，则不必再调为·）----------记录：p8、p2、q；
3).调节流阀30，使手柄逆时针再旋转2格（节流开口再次减小），------
调背压阀4，使p2=5kgf/cm2，-----调溢流阀3，使p8=20kgf/cm2，
（若p8未升高，则不必再调为·）----------记录：p8、p2、q；
3.压差对流量的影响
1)．关闭节流阀30-----调溢流阀3，使p8=40kgf/cm2------调背压阀4，
使手柄完全松开------调节流阀30，使p8=24kgf/cm2------调背压
阀4，使p2=5kgf/cm2-----调溢流阀3，使p8=24kgf/cm2（注意观察，
液流计26应有油液回油箱）----------记录：p8、p2、q；
2).调背压阀4，使p2=10kgf/cm2----------记录：p8、p2、q；
3).调背压阀4，使p2=15kgf/cm2----------记录：p8、p2、q；
4.流量对压差的影响
1).关闭节流阀30-----调溢流阀3，使p8=40kgf/cm2------调背压阀4，
使手柄完全松开------调节流阀30、背压阀4，使p8=10kgf/cm2、
p2=5kgf/cm2（注意，节流阀30、背压阀4需配合调节）----------
记录：p8、p2、q；
2).启动油泵I（双泵供油）----------记录：p8、p2、q；
§Ⅱ调压及卸荷回路
一、实验目的
熟悉液压系统的调压卸荷及远程调压的方法和回路的组成。

二、实验内容
1.直接调压；
2.远程调压；
3．卸荷。

三、实验油路实验回路如图3-2所示。

四、实验步骤
回路转换开关旋至Ⅲ位，调压及卸荷回路示教板灯亮，压力表开关35接
p位。

至
1
1.直接调压，溢流阀3调压手柄旋紧，调压开关旋至Ⅰ位，启动泵Ⅰ，直接用溢流阀3调压，由小到大，再由大到小，反复三次，最大压力至
p=80kgf/cm2。

1
2.远程调压，启动泵Ⅰ，溢流阀5调至40kgf/cm2，调压开关旋至Ⅱ位（接
p，通1ZT），逐渐放松远程调压阀9的调压手柄，注意观察压力表读数
1
当阀9的调压手柄旋松到某一位置后，压力表读数从原来的调定值开始下
p值越低。

降，调压手柄越松，
1
3.卸荷，调压开关旋至Ⅲ位（接通2ZT），溢流阀5的远控油路直通油箱，
p降至最小，油路卸荷。

压力表读数
1
五、思考题：
实验油路中溢流阀3和溢流阀5的调整压力应有什么关系？为什么？。