液力元件试验台通常由以下6个主要部分组成:动力装置、测功装置、连接装置、数据传感装置、数据采集和处理装置、供油及散热装置。试验台的布置如图15.2.1所示。
图15.2.1 液力元件试验台布置示意图
1.动力装置
液力元件试验台的动力装置是驱动元件运转的,应满足被试件对输入最高转速和最大转矩的要求,即动力装置的功率应大于或等于液力元件要求输入的额定功率,且有一定的功率储备。动力装置要能够方便地进行转速和转矩的调节。试验台常用的几种动力装置为直流电机、配备变频器的交流电机、汽油机及柴油机等。另外,配备有大功率液压泵站的液压马达也可以作为试验台的动力装置。
2.测功装置
测功装置的主要目的是吸收传动装置的功率,模拟负载。测功装置应能满足试验元件所需的加载范围,并能精细、平稳地调节载荷。试验台中常用的测功装置有以下几种:
(1)电力测功机。这种测功机吸收功率时作为发电机使用。电力测功机将吸收的功率转变为电能,消耗在外加电阻上或经变流机组将电力输回电网。可以使负荷在较大范围内变化,得到稳定的工作转速。电力测功机吸收的功率可用于发电,输出转矩较精确,工作稳定,但存在机械惯量大和磁滞的缺点,且不能实现低速输出大转矩。
(2)水力测功机。这种测功机利用水对转子的阻力吸收功率,通过调节进、出口水量或调节闸板开度改变负荷大小,吸收的机械功转变为热能由水带走。水力测功机的制动功率与转速三次方成正比。水力测功机制动转矩小,动态响应速度低,且无法实现功率回收。
(3)电涡流测功机。电涡流测功机一般是由转子和定子两部分组成的。转子具有大的巨型齿,用高导磁率钢制成。定子上有绕组,当直流电通过绕组时建立磁场,使定子磁化;当转子旋转时,由于磁通量改变,使定子中产生涡流,此涡流的作用力阻止转子旋转,因而调节制动负荷。电涡流测功机吸收功率是通过电涡流变为热能的,因此需要散热。散热的方法有水冷和风冷两种。水冷涡流测功机的散热比风冷的好,因而能测量较大的持续功率。另外,水冷涡流测功机不需带风扇,因此运转噪声小。
(4)液压泵。一般用定量液压泵加载,在液压泵出口用溢流阀或节流阀调节负载大小。
(5)液黏测功机。通过液体的油膜剪切作用来传递动力。主动件旋转,被动件固定,通过控制油压改变测功机内部主动摩擦片和被动摩擦片间的油膜厚度来调节加载转矩。具有惯量小、实时响应快、加载平稳等优点,并可实现低速或零速大转矩加载。
3.数据传感装置
液力元件试验中需要测量输入端和输出端的转矩,可以在液力元件输入端或输出端串接专用的测转矩装置,如相位式转矩传感器、应变式转矩传感器等。(www.xing528.com)
转速测量装置的种类很多,常用的传感器有光电式和磁电式两种。另外,还有手持离心转速计、数字式转速仪等。
液力元件试验中的压力和温度是试验时的工作条件,必须记录下来。一般测量液力元件供油系统进/出口压力、温度、流量等,并用仪表指示或数字显示。
4.数据采集和处理装置
采用远距控制、集中显示、自动换算、自动记录,直接得到泵轮转速、涡轮转速、泵轮转矩、涡轮转矩、变矩比、效率和转速比等的数字显示及数据文件。
5.连接装置
试验时动力装置、转矩测量装置、液力元件、测功装置之间的连接常用车辆中使用的万向联轴节、膜片联轴器等,这种连接装置在使用上比较方便,可以减少对中要求,也可以采用其他形式的弹性连接和刚性连接装置。
6.供油及散热装置
液力元件的供油系统用来对工作液体强制冷却、补偿漏损、防止气蚀等。试验台供油系统的油箱应尽可能大一些,以满足液力元件试验用油和杂质沉淀的要求。
齿轮泵的压力流量选择应按照液力元件的要求,并留有一些余量,多余的油由溢流阀溢流。溢流阀的压力在试验台条件下应该是可调节的,试验中调节溢流阀,使液力元件入口压力满足要求。
试验时可以用液力元件自带的定压阀,也可以用试验台上的可调定压阀。试验中调节定压阀使液力变矩器出口油压达到液力元件要求的数值。
在一般试验台上多用油水热交换器(散热器)。热交换器应尽量选大一些,而且冷却水的进出口量应能调节,以根据需要控制散热量。
试验前应对测量转矩、转速、压力、温度、流量等的仪器进行标定。
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