实验七 液压泵的特性实验

实验七 液压泵的特性实验

一、实验准备知识

预习思考题

1．液压泵的功能和种类 2．液压泵的特性

3．液压泵的动态特性和静态特性分别指的是什么？

实验基础知识

液压泵是一种能量转换装置，它把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能，供液压系统使用。

液压泵（液压马达）按其在单位时间内所能输出（所需输入）油液体积可否调节而分为定量泵（定量马达）和变量泵（变量马达）两类；按结构形成可以分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。

液压泵或液压马达的工作压力是指泵（马达）实际工作时的压力。对泵来说，工作压力是指它的输出压力；对马达来说，则是指它的输入压力。液压泵（液压马达）的额定压力是指泵（马达）在正常工作条件下按试验标准规定的连续运转的最高压力，超过此值就是过载。

液压泵（液压马达）的排量（用V 表示）是指泵（马达）轴每转一转，由其密封容腔几何尺寸变化所算得的排出（输入）液体体积，亦即在无泄漏的情况下，其轴转一转所能排出（所需输入）的液体体积。

液压泵（液压马达）的理论流量（用q t 表示）是指泵（马达）在单位时间内由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出（输入）的液体体积。泵（马达）的转速为n 时，泵（马达）的理论流量为 q t =Vn 。

实际上，液压泵和液压马达在能量转换过程中是有损失的．因此输出功率小于输入功率。两者之间的差值即为功率损失，功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分。

容积损失是因内泄漏、气穴和油液在高压下的压缩（主要是内泄漏）而造成的流量上的损失。对液压泵来说，输出压力增大时，泵实际输出的流量q 减小。设泵的流量损失为q t ，则泵的容积损失可用容积效率ην来表征。

ην =t

t t t q q q q q q q 11

1-=-= 泵内机件间的泄漏油液的流态可以看作为层流，可以认为流量损失q 1和泵的输出压力P 成正比，即

q 1 = k 1P

式中，k 1为流量损失系数。 因此有

ην =

Vn

p

k 11- 上式表明：泵的输出压力愈高，系数愈大，或泵的排量愈小，转速愈低，则泵的容积效率也愈低。

机械损失是指用摩擦而造成的转矩上的损失。对液压来说，驱动的转矩总是大于其理论上需要的转矩的，设转矩损失为 T 1，则表示实际输入转矩为

T=T t 十 T 1

用机械效率ηm 来表征泵的机械损失时，有

ηm =

t

t

T T +=T

T 111

液压泵的总效率η是其输出功 率和输入功率之比，

η= ην/ηm 泵的静态特性主要有三项，即 说明实际流量与工作压力之间关 系的Q —P 曲线；

说明效率与工作压力之间关系ην 一P 和η一P 曲线；

以及说明输入功率与工作压力之 图7-1 泵的特性曲线 间关系的P 1－P 曲线。

它们的形状如图7一1所示。

二、实验目的

1．深入理解定量叶片泵的静态特性。 着重测试液压泵静态特性中：

1）实际流量q 与工作压力P 之间的关系即q 一P 曲线；

2）容积效率η容、总效率η与工作压力P 之间的关系，即η容一P 和η一P 曲线； 3）输入功率P 入与工作压力P 之间的关系即P 入一P 曲线。 2．了解定量叶片泵的动态特性。

液压泵输出流量的瞬间变化引起其输出压力的瞬间变化，动态特性就是表示两种瞬时变化之间的关系。

3．通过实验，学会小功率液压泵的测试方法和本实验所用的仪器和设备。

三、实验仪器

QCS003B 液压实验台、秒表

四、实验原理

实验原理见图1-2

1）通过对液压泵空载流量、额定流量及电动机输入功率的测量，可计算出被试泵的容积效率容η=

空

额Q Q ；总η=

电

表η**612*N Q

P ；

2）通过测定液压泵在不同工作压力下的实际流量，可得到流量—压力特性曲线 Q=f(P).

五、实验内容

1．液压泵的压力脉动值； 2．液压泵的流量——压力特性； 3．液压泵的容积效率——压力特性；

4．液压泵的总效率——压力特性。

表1列出了中压叶片泵的主要技术性能指标，供学生参考。

六、实验方法

1．液压泵的压力脉动值

把被试泵的压力调到额定压力，观察记录其脉动值，看是否超过规定值。测时压力表P 6不能加接阻尼器。

2．液压泵的流量——压力特性

通过测定被试泵在不同工作压力下的实际流量，得出它的流量一压力特性曲线Q 一

P 。调节节流阀10即得到被试泵的不同压力，可通过压力表P 6观测。不同压力下的流量用椭圆齿轮流量计和秒表确定，压力范围从零开始（此时对应的流量为空载流量）到被试泵额定压力的1．1倍为宜。

3．液压泵的容积效率——压力特性

容积效率=

理论流量

实际流量

在实际生产中，泵的理论流量一般不用液压泵设计时的几何参数和运动参数计算，通常以空载流量代替理论流量。

容积效率=

空载流量

实际流量

即：ηp ν =

空

实Q Q

4．泵的总效率——压力特性

总效率=

泵的输入功率

泵的输出功率

泵的输出功率P o =

612

*Q

P （kW ） 式中：p －泵在额定压力下的输出压力（kgf/cm 2）

Q －泵在额定压力下的流量（L/min ）

泵的输入功率P i =电表η*N

即：η = P o /P i =

电

表η**612*N Q

P （实验可用此公式）

另有计算公式： P i = T n / 974(kW) 式中： T －泵在额定压力下的输入转矩（kgf·m ） n －泵在额定压力下的转速（rpm ）

液压泵的输出功率 P o ： P o = p q v / 612（kW ） 式中：p －泵在额定压力下的输出压力（kgf/cm 2） q v －泵在额定压力下的流量（L/min ） 液压泵的总效率可用下式表示：

η = P o / P i =1.59 p q v / (T n )

七、实验步骤