液力-第8章 液力试验

1、12 新研制或大修后的液力元件均需进行试验。试验的目的试验的目的是：探求理论依据，验证某些理论和设计方法的准确性并取得符合实际情况的资料，揭示无法用理论分析获得的规律性东西；为研制新产品、提高产品可靠性和寿命创造条件；进行一般验证性的出厂试验。3 8.1 8.1 液力元件试验的分类液力元件试验的分类方法有两种： 实验室内的台架试验 装在工作机上的随机试验 液力元件的试验可分为性能试验性能试验、可靠性试验可靠性试验、专题试专题试验验和出厂试验出厂试验等四大类 性能试验中 内特性试验内特性试验是为了较准确而真实地确定液力元件内部液体的流动情况（速度与压力分布），以便更合理地设计和改进叶栅系统，作为

2、提高液力元件性能特性的参考； 外特性试验外特性试验是为了测定液力元件的外部特性（即输入和输出轴上的特性）以及动载荷对特性的影响。 4性能抽检性能抽检密闭性试验密闭性试验散热及温升试验散热及温升试验振动及噪声试验振动及噪声试验叶栅液洞试验法叶栅液洞试验法其它其它工况模拟工况模拟液力元件的试验液力元件的试验性能试验性能试验可靠性试验可靠性试验专题试验专题试验出厂试验出厂试验外特性试验外特性试验匹配试验匹配试验内特性试验内特性试验静态特性静态特性动态特性动态特性牵引工况（包括零速工况）牵引工况（包括零速工况）超越工况超越工况反转工况反转工况启动过程启动过程制动工况制动工况与动力机共同工作特性与动力机

3、共同工作特性与齿轮变速器共同工作特性与齿轮变速器共同工作特性庇托管试验法庇托管试验法激光测速法激光测速法按试验场所按试验场所按试验程度按试验程度台架试验台架试验随机试验随机试验检验性试验检验性试验耐久性试验耐久性试验按试验规范按试验规范常规试验常规试验强化（快速）试验强化（快速）试验轴向力试验轴向力试验气蚀及补偿压力试验气蚀及补偿压力试验超速离心破裂试验超速离心破裂试验其它其它温升试验温升试验动平衡试验动平衡试验清洁度试验清洁度试验其它其它可视化试验法可视化试验法5可靠性试验的目的在于测定和提高液力元件的可靠性。可靠性试验的目的在于测定和提高液力元件的可靠性。 专题试验是根据某科研项目的需要或

4、适应某工作机的特专题试验是根据某科研项目的需要或适应某工作机的特定要求而进行的试验。定要求而进行的试验。出厂试验是在液力元件经鉴定批量生产后，成品出厂前出厂试验是在液力元件经鉴定批量生产后，成品出厂前进行的必要检查和试验，以确保产品质量。进行的必要检查和试验，以确保产品质量。 8.2 8.2 液力元件的性能试验液力元件的性能试验8.2.1 液力变矩器的外特性试验液力变矩器的外特性试验 上述四方面的试验并非对每台液力元件都需进行。可以根据国家和工厂有关标准的规定，选择必要项目进行试验。某些项目须按订货合同的要求来确定，有些项目则可用抽样检查的办法来决定是否进行试验。6 直流测功电机直流测功电机1

5、 1为带动变矩器泵轮的动力机，直流测功电直流测功电机机2 2与涡轮轴直接相连，作负载装置，也就是测功机。供油系统由一离心式叶片泵离心式叶片泵3 3将油箱油箱4 4中的热油以一定压力送往热交热交换器换器5 5，经热交换器冷却后的工作油进入变矩器变矩器6 6。在被试验变矩器上有一常排油孔，热油经管路流入油箱，此外，从变矩器泵轮端和涡轮端泄漏出的工作油也排入油箱。 图图8-2 8-2 液力变矩器实验台液力变矩器实验台1 1动力机动力机 2 2测功机测功机 3 3叶片泵叶片泵 4 4油箱油箱 5 5热交换器热交换器 6 6变变矩器矩器 7 7、8 8轴向力测定装置轴向力测定装置7（1）动力机动力机 液

6、力变矩器试验台上所用动力机，多数为直流电动机或液力变矩器试验台上所用动力机，多数为直流电动机或交流电动机交流电动机, ,往往在交流电动机与被试变矩器之间安装一台变往往在交流电动机与被试变矩器之间安装一台变速齿轮箱。速齿轮箱。 （2）负载测功机负载测功机 图图8-38-3为几种测功机在不同调节状态下的特性曲线和工作范围。图图8-3 8-3 各种测功机特性曲线和工作范围各种测功机特性曲线和工作范围a a）GPFGPF1313型电力测功机型电力测功机 b b）D D4 4型水力测功机型水力测功机 c c）涡流测功机）涡流测功机 8 图图8-48-4给出了变矩器涡轮力矩变矩器涡轮力矩和水力测功器力矩水

7、力测功器力矩与转速转速的关系示意曲线。曲线曲线1 1和曲线曲线2 2的交点A A，即为它们的共同工作点，这时试验处于稳定状态。 图图8-4 8-4 变矩器与水力测功机匹配稳定性变矩器与水力测功机匹配稳定性 图图8-5 8-5 水力测功机特性水力测功机特性 9 人们往往在水力测功器与被测变矩器之间安装一台减速齿轮箱，这样便可获得如图如图8-58-5的水力测功特性（虚线为原有特性）。 2.试验内容和测试项目试验内容和测试项目。（1 1）测定变矩器最佳供油压力；）测定变矩器最佳供油压力；（2 2）测量泵轮某一转速时，不同涡轮转速下泵轮力矩值）测量泵轮某一转速时，不同涡轮转速下泵轮力矩值 ，即测试即测

8、试 曲线；曲线；BMBB( )MMi（3 3）测量泵轮某一转速时，不同涡轮转速下涡轮力矩值）测量泵轮某一转速时，不同涡轮转速下涡轮力矩值 ，即测试即测试 曲线。曲线。TMTT( )MMi103.试验试验。（1）最佳供油压力试验。 试验一般在试验台全功率下进行，改变不同供油压力供油压力P PG G，获得相应的外特性数据。 在进行变矩器外特性试验时，变矩器应保持一定供油压力条件下进行试验。特性试验之前，应对被测变矩器的最佳供油压力进行试验。 供油压力供油压力PG小于某一数值时，变矩器性能明显恶化，工作不稳定，这就是变矩器的最低供油压力。制动变矩器涡轮，改变不同供油压力供油压力PG，获得变矩器相应的

9、启动性能。由于供油压力对变矩器启动性能有明显影响，供油压力必须保证变矩器有良好的启动性能。11（3）变矩器外特性试验。 （2）确定变矩器常排油口尺寸试验。 确定变矩器常排油口尺寸试验。设在变矩器壳体上的常排油口，是为去热交换器进行工作油冷却而设置的排油口。排油口大小与排油量成正比。过小的排油口影响散热效果，过大排油口将影响变矩器性能。为此，在进行变矩器外特性试验以前，需进行最佳常排油口尺寸的试验。试验是在改变不同常排口尺寸下进行，从中确定一个不影响变矩器性能的最大常排油口尺寸。 变矩器外特性试验是指保持泵轮转速为常值，改变涡轮转速，测量泵轮力矩泵轮力矩 和转速转速 ，以及涡轮力矩涡轮力矩 和转

10、速转速 ，就可获得被试变矩器的 ， 和 曲线。 BMBnTMBB( )MMiTT( )MMi-( ) iTn12 试验中，应尽可能保持泵轮转速为常值，调节涡轮端测功机负荷，使变矩器位于某一转速比下运转。当工况稳定后，记录各测试数据，再调节涡轮端测功机负荷，使变矩器处于另一个转速比i工况下运转，稳定后再记录各测试数据。每条外特性曲线应测试2025个试验点，测试点按转速比均匀分布，并分别在涡轮升速与降速过程中进行。 有时为消除某些测试误差，可进行23次试验，以其平均值作为绘制外特性曲线的依据。 试验中，应该对泵轮端和涡轮端轴系摩擦力矩进行测定，以准确测量泵轮和涡轮的试验力矩，此外，还应保持要求的试

11、验条件。现说明如下： 13泵轮端力矩测定装置的初读数。泵轮端力矩测定装置的初读数。 涡轮端力矩测定装置的初读数。涡轮端力矩测定装置的初读数。 试验中工作油温度。试验中工作油温度。 供油压力。供油压力。 溢油状况。溢油状况。 4.试验数据整理试验数据整理 按照泵轮标定转速条件下泵轮标定转速条件下算得的有关参数，即可获得变 矩器的有因次外特性和无因次外特性数据，据此可绘制 、 、 和 ， 及 曲线。BB( )MMiTT( )MMi( ) iBB( ) i( )KK i( ) i148.2.2 8.2.2 液力变矩器的内特性试验液力变矩器的内特性试验 测量变矩器内液流参数的方法较多，有机械法机械法、

12、光学法光学法和气压法气压法等。应用较广的为气压法气压法，其主要测量工具为测压测压管管和U U型差压计型差压计。 如图如图8-6所示所示，风源由电机带动的鼓风机鼓风机1供给，压力空气经扩散筒扩散筒2进入稳压箱稳压箱3，其直径为400mm，箱内平均流速约为5m/s。在稳压箱内任一截面上的静压接近于全压。图图8-6 8-6 测压管风洞校正试验台示意图测压管风洞校正试验台示意图15 五孔测压管五孔测压管进行风洞校正试验时，与U型差压计型差压计连接方式如图如图8-7所示所示。 图图8-7 8-7 五孔测压管校正试验时测量系统示意图五孔测压管校正试验时测量系统示意图PP校正风筒；校正风筒；SS被校五孔测压

13、管；被校五孔测压管；KK水平方向内的坐标角度盘水平方向内的坐标角度盘16五孔测压管校正试验按下列步骤进行： （1）安装被校测压管时，应使校正风洞出口处轴线校正风洞出口处轴线与坐标坐标角度盘角度盘K K轴线轴线相交于测压管球头的中心上，并使测压管感应孔面朝向气流来流方向； （2）在校正过程中，旋转测压管测压管，直到差压计差压计IVIV上的压差值为零时为止，这时记录下其它U U型差压计型差压计上之读数； （3）将水平坐标角度盘旋转55，再旋转测压管，使 ，记录下各差压计读数；45hh （4）再一次将水平坐标角度盘旋转55，再旋转测压管使 ，记下读数。45hh17图图8-8为某根五孔测压管风洞校正试

14、验结果值。图图8-8 五孔测压管校正曲线五孔测压管校正曲线18 现将液力变矩器内特性试验情况分述如下。现将液力变矩器内特性试验情况分述如下。1.试验准备和试验。 （1）将测压管测压管安装在测试部位上，图图8-98-9为测试某变矩器涡轮出口处液流参数而安装的五孔测压管。 图图8-9 8-9 测压管位于涡轮出口处的安装图测压管位于涡轮出口处的安装图 19（2）将塑料管的一端与各U U型管型管连接 ；（3）从油杯油杯和三通管三通管的开口端向U U型玻璃管型玻璃管和塑料连接管塑料连接管 中注工作油 ； （4）在未启动变矩器泵轮变矩器泵轮前，应先开动供油泵供油泵，根据变矩 器泵轮转速，保持一恒定供油压力

15、值，供油压力不能过高； 20（5）驱动变矩器泵轮变矩器泵轮，使变矩器泵轮转速保持某一常值； （6）待U型差压计型差压计上的 与 相等，且不再波动后5min，记下测压管刻度盘读数 ，以及各差压计各差压计上的 、和 值；4h5h记1 3h2h4h （7）测试完毕一个试验点后，调节涡轮涡轮转速，使变矩器变矩器在另一个转速比工况下稳定运转，再按上述方法操纵和记录有关数据； （8）每次试验结束时，应先用夹子把塑料管末端夹紧，以防管内工作油漏入变矩器变矩器，然后停车，切断供油。212.测试数据整理。 （1）建立空间坐标建立空间坐标。为了确定液流的流动方向，必须建立空间坐标，在这里规定在这里规定：被测点作为

16、坐标原点坐标原点O O，沿测压管支杆轴线方向为x x轴，垂直于变矩器所研究的截面为z z轴，x x轴垂直yOzyOz坐标面（图图8-108-10）。这样，速度矢量在各坐标轴上的投影可表示为：cos sinxvv sinyvvcoscoszvv 22图图8-10 8-10 空间坐标系空间坐标系 23式中 液流速度矢量在xOz坐标面上的投影与z轴间的夹角，其大小直接由测压管刻度盘上读出； 液流速度矢量（在孔孔1、2和3所形成的平面上） 与它在xOz坐标面上投影之间的夹角，其值可根据差压计的读数来计算。 （2）空间角空间角 。在内特性试验中，已测得 和 值，根据 ，可算得 值。按此值在测压管校正曲线

17、上可查得 角，同时查出相应的 。1 3h2 4h1 32 4/KhhK2 4K （3）液流速度液流速度。根据试验中测得 的值，按下式可算出液流的绝对速度绝对速度v2 4h42422Khv油汞24式中 水银密度，13600kg/m313600kg/m3；汞 工作油密度， ， kg/m3（60时）。油g油油787油计算出液流的绝对速度值绝对速度值v之后,根据空间坐标系统，即可算出轴面分速度轴面分速度 和圆周分速度圆周分速度 。mvuv（4）循环流量循环流量Q。根据轴面分速度轴面分速度 ，则可计算变矩器循循环流量环流量QmvmmiQFv式中 测量点i处的截面积。miF258.2.3 液力偶合器的外特

18、性试验液力偶合器的外特性试验1.试验台试验台 液力偶合器（变矩器）外特性可用试验台（图图8-118-11所示所示）测定。试验台由驱动装置、加载设备、支架、连接件、循环油路补偿系统（变矩器试验用）及测试仪表等组成。261 1、1717输入、输出端测功机磅秤输入、输出端测功机磅秤 2 2、1616测功机测功机 3 3、1414输入、输输入、输出端转速仪传感器的齿轮出端转速仪传感器的齿轮 4 4、1515转速仪传感器转速仪传感器 5 5、7 7、1313联轴节联轴节 6 6、1212输入、输出端相位差力矩测量仪输入、输出端相位差力矩测量仪 8 8液力元件进油口液力元件进油口 9 9出出油口油口 10

19、10被测液力元件被测液力元件 1111万向节万向节 1818机械制动器机械制动器 1919、2020、2525、2626相应仪表显示仪相应仪表显示仪 2121、2323出口、进口压力计出口、进口压力计 2222、2424出口、进出口、进口温度计口温度计 图图8-11 8-11 液力元件静态外特性试验台液力元件静态外特性试验台27 试验台的驱动装置为液力元件提供所需的稳定转速和力矩。驱动装置常采用：电力测功机电力测功机、直流他激电动机直流他激电动机、交流交流调速电动机调速电动机、内燃机内燃机、交流电动机交流电动机与变速器组变速器组以及交流电动交流电动机机。 加载设备的作用是：在整个试验范围内，吸

20、收液力元件在整个试验范围内，吸收液力元件输出的功率，建立稳定的试验工况输出的功率，建立稳定的试验工况。加载设备有：电力测功电力测功机机、直流电动机直流电动机、电涡流测功机电涡流测功机、电涡流制动器电涡流制动器、水力测功水力测功机机以及机械加载装置机械加载装置等。 支架支架和连接件连接件用来保证液力元件在试验台架上的安装位置和满足传感器的要求。28 工作液补偿系统一般都是试验台的独立部分。此系统主要由油箱油箱、齿轮泵齿轮泵、滤油器滤油器、溢流阀溢流阀、背压阀背压阀、冷却器冷却器、温度计温度计、压力计压力计和管路管路等组成。试验台用的测试仪表必须满足下列各项目的测定：（1）输入及输出力矩的测定。（

21、2）输入及输出转速的测定。（3）工作液压力和温度的测定。（4）外部循环（补偿）流量的测定。（5）有关特定项目的测定。 试验台设备的容量应根据被测液力偶合器的容量及其变矩系数的大小来选择。292.试验项目试验项目（1）空载试验空载试验：主要测定液力元件在输出端无载荷（ ）时的输入力矩。对于无外支承的液力偶合器，应在未充液和输出轴制动的条件下测定空载力矩。轴承应涂以润滑油，以免损坏。T0（2）牵引工况特性试验牵引工况特性试验：液力偶合器为不同充液率的泵轮力泵轮力 矩系数矩系数 。BB( ) i（3）超越工况特性试验超越工况特性试验：液力偶合器为不同充液率的泵轮泵轮力矩系数力矩系数 。BB( ) i

22、（4）反转工况特性试验反转工况特性试验：液力偶合器为不同充液率的泵轮泵轮力矩系数力矩系数 。BB( ) i（5）零速工况特性试验零速工况特性试验：液力偶合器为不同充液率的零速工零速工况力矩况力矩 ，零速工况力矩系数零速工况力矩系数 。00B()MMn00B()n30（6）逆转工况特性试验逆转工况特性试验：输入轴反向旋转时的液力偶合器牵引特性。液力偶合器为不同充液率的泵轮力矩系数泵轮力矩系数 。BB( ) i3.试验条件试验条件（1）试验前，应事先进行空载跑合。 （2）试验必须连续。 （3）在各不同工况进行试验时，各参数的测定应采用同一套装置 。（4）采用规定的工作液体和补偿压力。（5）控制工作

23、液温度 。（6）每一工况点各参数的测定必须在稳定工况下同时进行。 （7）测量点的数量应以明确反映出特性曲线形状为准。 314.液力偶合器的试验方法液力偶合器的试验方法 液力偶合器静态外特性试验均为恒转速试验恒转速试验，即在整个试验过程中，输入转速始终保持恒定。其试验方法与液力变矩器恒转速试验雷同。 输入转速的选取，一般采用所配动力机的额定转速输入转速的选取，一般采用所配动力机的额定转速。因为液力偶合器的力矩系数力矩系数（在 时）随着输入转速的变化而不同，所以应测定额定转速下的最大力矩系数，才能准确地算出过载系数。对于功率较大的液力偶合器，由于试验台功率不够，不能进行额定转速试验时，可适当降低输

24、入转速进行试验。试验转速由下式确定：0.9i32max3dn5qAPnD（1）特性数据的计算特性数据的计算。根据测量数据（经标定需进行修正的数据，应按标定曲线或斜率进行修正） 、 、 、 ，可分别计算出下列特性参数（有效位数取测量值的最小有效位数）：BnTnBMTM转速比转速比 TBnin泵轮力矩系数泵轮力矩系数BB25BMn D5.数据处理数据处理33涡轮力矩系数涡轮力矩系数 TT25BMn D过载系数过载系数 maxngT（2）填写试验表格填写试验表格 （3）绘制特性曲线绘制特性曲线 将所有测量数据及计算数据、液力偶合器的型号与规格、制造单位、有效直径、工作介质、试验时间及试验中出现的问题

25、均填入总表。 1）以横坐标代表自变数，纵坐标代表因变数以横坐标代表自变数，纵坐标代表因变数。液力偶合器的原始特性曲线以i i为横坐标， 为纵坐标；输比特性曲线横坐标为 ，纵坐标为M M。相同输入条件下的零速工况参数也标于原始特性曲线上。零速工况特性曲线单独绘制时，横坐标为 ，纵坐标为 （或M M）。 牵引工况特性绘于第一象限，反转工况特性绘于第二象限，牵引工况特性绘于第一象限，反转工况特性绘于第二象限，超越工况特性绘于第四象限超越工况特性绘于第四象限。TnBn34 2）根据重复三次以上的测定数据计算出来的特性参数，全根据重复三次以上的测定数据计算出来的特性参数，全部标在同一坐标图中部标在同一坐

26、标图中，以等符号分别代表各次试验数据，以示区别。将所有的测定点用曲线板连接起来，绘制成平滑的特性曲线。绘制的原则是： 特性曲线应通过尽可能多的点特性曲线应通过尽可能多的点；曲线外的点应尽可能位于曲线附近曲线外的点应尽可能位于曲线附近，曲线上、下侧的点数应大致相等；曲线上、下侧各点偏差之和基本相等曲线上、下侧各点偏差之和基本相等。 3）根据绘制的特性曲线，确定各参数的圆整值根据绘制的特性曲线，确定各参数的圆整值（按 和i i的关系进行相互修正）。根据液力偶合器特性曲线圆整值，即可确定额定滑差额定滑差、额定功率范围额定功率范围、额定力矩额定力矩或功率系数功率系数、过载系数过载系数等参数值。358.

27、3 8.3 液力元件的出厂试验液力元件的出厂试验8.3.1 8.3.1 液力偶合器的出厂试验液力偶合器的出厂试验 液力元件的出厂试验旨在控制正式投产并已形成批量的产成品制造质量。经大修后作为新件提供使用的液力元件，也要严格按出厂试验的要求和规定的项目进行试验。 1.限矩型、普通型液力偶合器的出厂试验限矩型、普通型液力偶合器的出厂试验 （1）试验内容主要有以下两项试验内容主要有以下两项 1）检查油封、结合面和注液塞等处检查油封、结合面和注液塞等处，在液温100100时不得有任何渗漏现象。 2）测定零速工况下的输出力矩测定零速工况下的输出力矩。36 （2）试验装置试验装置 出厂试验可利用静态外特性

28、试验台进行，也可在专用的出厂试验台上进行。图图8-128-12就是一种专用试验台。图中，动力装置为电动机。 图图8-12 8-12 液力偶合器的出厂试验台液力偶合器的出厂试验台转速测量仪转速测量仪电动机电动机液力偶合器液力偶合器制动杠杆制动杠杆测量零速工测量零速工况输出力矩况输出力矩的测力计的测力计37 （4）试验和测量试验和测量 1）启动电动机，使液力偶合器空转202030min30min后停机； 2）将制动杆固定在涡轮轴端法兰上，并使制动杠杆的另一端与测力计相联；（3）试验前的准备试验前的准备 1）按要求将液力偶合器装在试验台上按要求将液力偶合器装在试验台上（批量大者，采用液压装卡，以节省

29、拆装时间）； 2）按规定的充液率充入液力偶合器按规定的充液率充入液力偶合器； 3）将液力偶合器外表面擦干净后，把用酒精调和好的把用酒精调和好的白粉涂在可能渗漏之处白粉涂在可能渗漏之处； 4）准备几张干净的白纸准备几张干净的白纸。38 3）启动电动机，使工作液预热至100左右左右，同时测定液力偶合器的输出力矩； 4）用红外线测温计测量液力偶合器温度（或停机后用点温度计测温）； 5）当外壳温度达100时，拆除制动杠杆，使偶合器以额定转速运转10min。然后用一张干净的白纸，在距离液力偶合器最大直径约约10cm处停留23min后，取下白纸仔细检查有无油迹，同时检查白色涂料是否改变了颜色，如发现有工作

30、液渗漏，则不得出厂； 6）试验合格后，打开注液塞，放出工作液。待注液塞拧紧后，启动电机运转片刻，使剩余的工作液全部进入工作腔，然后停机再度放尽工作液，喷入防锈剂，拧紧注液塞。39 2.调速型液力偶合器的出厂试验调速型液力偶合器的出厂试验 （1）试验内容试验内容 1）入口调节式液力偶合器应检查下列项目入口调节式液力偶合器应检查下列项目： 油封、结合面等处是否渗漏；油封、结合面等处是否渗漏； 输入与输出端振幅是否超过许用值；输入与输出端振幅是否超过许用值； 工作液充满工作腔和全部排空的时间。工作液充满工作腔和全部排空的时间。 2）出口调节式或进出口调节式液力偶合器应检查下列项出口调节式或进出口调节

31、式液力偶合器应检查下列项目目： 油封、结合面等处是否渗漏；油封、结合面等处是否渗漏； 输入和输出端振幅是否超过许用值；输入和输出端振幅是否超过许用值； 测定外部循环流量及压力；测定外部循环流量及压力； 测定润滑油压力，测定润滑油压力， 测定轴承稳定温升；测定轴承稳定温升； 噪声的声压级（根据用户要求）噪声的声压级（根据用户要求） 40（2）试验装置和所需仪表试验装置和所需仪表。 所需设备与限矩型液力偶合器出厂试验基本相同。但需增加工作液外部循环系统。从偶合器出口至入口，在系统中依次安装压力计压力计、温度计温度计、滤清器滤清器、冷却器冷却器、流量计流量计、压力压力计计、温度汁温度汁。如需测定轴承

32、的润滑油流量、压力和温度时，还需相应增加测量仪表。 （3）试验程序和要求试验程序和要求。这里以出口调节式的GST/GWT型液力偶合器型液力偶合器为例，其主要程序和要求如下： 1）将组装好的液力偶合器安装在试验台；）将组装好的液力偶合器安装在试验台； 2）冷却器与管路；）冷却器与管路； 3）滤清器；）滤清器； 4）注液；）注液； 415）检查润滑油量；）检查润滑油量； 6）安装温度计；）安装温度计；7）渗漏检查的准备；）渗漏检查的准备；8）检查导管行程及其动作；）检查导管行程及其动作；9）启动预润滑泵；）启动预润滑泵；10）检查工作液滤清情况和轴承温升；）检查工作液滤清情况和轴承温升； 11）空

33、载运行）空载运行； 12）过热运行）过热运行； 13）检查平衡情况；）检查平衡情况； 14）轴承检查；）轴承检查； 15）噪声测定；）噪声测定； 16）超速试验。）超速试验。 液力偶合器性能抽检应在外特性试验台上按规定进行液力偶合器性能抽检应在外特性试验台上按规定进行。428.3.2 8.3.2 液力变矩器的出厂试验液力变矩器的出厂试验 1.1.试验内容试验内容 （1 1）检查渗漏情况；）检查渗漏情况； （2 2）检查补偿系统进出口压力是否正常；）检查补偿系统进出口压力是否正常； （3 3）检测零速工况点、最高效率点、偶合器工况点及其）检测零速工况点、最高效率点、偶合器工况点及其它变相点的性能

34、参数；它变相点的性能参数； （4 4）振动、噪声及其它；）振动、噪声及其它； （5 5）性能和可靠性抽检；）性能和可靠性抽检； （6 6）清洁度抽检。）清洁度抽检。2.2.实验台设备及仪表实验台设备及仪表 试验内容试验内容（1 1）（）（4 4）项）项可在外特性试验台（可在外特性试验台（图图8-118-11）或简易出厂试验台上进行。简易的试验台或简易出厂试验台上进行。简易的试验台如图如图8-138-13所示所示。43 图图8-13 8-13 液力变矩器的出厂试验台液力变矩器的出厂试验台1 1动力机动力机 2 2力矩转速测量仪力矩转速测量仪 3 3转速仪转速仪 4 4传感器传感器 5 5测测力计

35、力计 6 6制动装置制动装置 7 7补偿冷却系统补偿冷却系统 8 8支架支架 9 9力矩转速力矩转速传感器传感器 1010水力测功机水力测功机44 （1）完成试验前的各项准备工作完成试验前的各项准备工作，将液力变矩器按规定安装在试验台上，调整和标定好仪器设备； （2）启动补偿液压泵启动补偿液压泵，给液力变矩器供液。检验液力变矩器进出口压力是否符合规定； （3）启动动力机启动动力机，从低速到额定转速逐渐升速，进行空运转。检查或测定液力变矩器的振动和噪声。无特殊要求者只进行一般性检查，无异常即可。必须测定数据者，按本章介绍的方法进行； （4）通过制动装置使涡轮轴制动通过制动装置使涡轮轴制动。将工作

36、液温度升至100左右左右时，测定额定输入转速下零速工况输入及输出力矩值；3.3.试验程序与要求试验程序与要求45 （7）在空载情况下，使输入转速以在空载情况下，使输入转速以1.11.1倍的额定转速进倍的额定转速进行超速试运转行超速试运转5min5min，不允许有异常现象； （8）全部试验完成后，放出工作液，喷入防锈剂，将各全部试验完成后，放出工作液，喷入防锈剂，将各口堵好口堵好。 液力变矩器的性能抽检和可靠性抽检，应在外特性试验台与可靠性试验台上按规定进行。如发现制造与工艺等质量问题，应及时采取措施解决，确保产品质量。 （6）待液温降至待液温降至100时，开始测定最高效率点、偶合时，开始测定最

37、高效率点、偶合器工况点及其它变相点的有关数据器工况点及其它变相点的有关数据。确保特性参数达到规定值，否则不准出厂； （5）但温度继续升至但温度继续升至120后，脱开制动装置后，脱开制动装置，使液力变矩器在额定输入转速下空运转。检查是否有渗漏或其它异常现象。46 液力减速器又称液力制动器液力制动器，由动轮和定轮共同组成工作腔，动轮通过传动轴与传动系统的旋转部件相连，定轮与固定件相连。 液力减速器所产生的制动力矩与工作液体占工作腔的容积有关。工程实际中使用的液力减速器不是全部充满液体，而是处于部分充液状态。通常所说的在完全充满液体下工作的液力减速器，其工作液体的体积也只占工作腔容积的9090左右左

38、右，留有一定的自由空间，以容纳减速器工作时从工作液体中分离出来的空气和水蒸气。8.3.3 8.3.3 车用液力减速器制动性能试验车用液力减速器制动性能试验47 1.试验设备及性能参数试验设备及性能参数 液力减速器试验台液力减速器试验台架组成如图如图8-148-14所示所示。 （1）被试件为适用于某车辆的某型液力减速器，其循环圆循环圆直径直径D D为375mm375mm，动轮的叶片数动轮的叶片数为2020，定轮的叶片数定轮的叶片数为2424，动动轮进、出油口轴面面积均轮进、出油口轴面面积均为0.0375m0.0375m2 2。 （2）动力装置的最大输出功率最大输出功率为330kW330kW，最大

39、力矩最大力矩为13201320 N Nm m2 2，最高转速最高转速为2400r/min2400r/min。 （3）传动箱传动箱用于匹配动力装置与被试件的转速转速和力矩力矩。 （4）惯量飞轮惯量飞轮组根据整车惯量换算为33.16kg33.16kgm m。图图8-14 液力减速器试验台架结构方框图液力减速器试验台架结构方框图48 （5）MG20MG20型节流阀型节流阀，通径20mm20mm。 （6）泵站供油压力为P=0.5P=0.54MPa4MPa，流量流量120L/min120L/min。 （7）散热系统采用板式热交换器，散热面积散热面积为15m15m2 2。 （8）工作油液为8 8号液力传动

40、油号液力传动油。 （9）数据采集系统数据采集系统包括工业控制计算机、数据采集处理软件，温度、压力、转速力矩传感器及流量计等。49 试验系统油路如图如图8-158-15所示所示。图中，减速器前的溢流阀溢流阀4 4用来限制减速器前的入口压力入口压力，它的作用是根据减速器的不同工况不同工况、内部液流内部液流、压力变化规律压力变化规律自动调节供油系统通过减速器的流量；通过调节出口油路中节流阀节流阀6 6的不同开度，使液力减速器内达到不同的充液量。图图8-15 液力减速器试验液压油路液力减速器试验液压油路1油箱油箱 2滤油器滤油器 3齿轮泵齿轮泵 4溢流阀溢流阀 5液力减速器液力减速器 6节流节流阀阀

41、7流量计流量计 8热交换器热交换器50 2.试验内容及数据分析试验内容及数据分析 （1 1）液力减速器基本性能试验液力减速器基本性能试验 进行基本性能试验时，暂时不连接惯量飞轮组。起动泵站，调节节流阀使之处于最大开度，待充油状态稳定后起动动力装置。试验中，通过调节节流阀开度来调节液力减速器的充油量。 根据试验数据，在充液过程中，随液力减速器充液量的在充液过程中，随液力减速器充液量的增大，增大，也随之增大；在充满状态下，液力减速器的也随之增大；在充满状态下，液力减速器的值达值达到最大范围到最大范围，为（6.46.46.66.6）1010-5-5。 （2 2）液力减速器制动性能试验液力减速器制动性

42、能试验 在试验系统中加入惯量飞轮组。在不向减速器内充油的状态下，起动动力装置，将减速器内的残余油液甩净。然后调节减速器动轮转速至800r/min800r/min，起动供油泵站，再向减速器供油的同时切断动力，分别记录在节流阀全开和半开工况下的减速器动态转速和动态转速下产生的相应制动力矩。将减速器动轮转速调节为1200r/min1200r/min，重复上述试验，记录试验数据。 51 数据采集系统的采样频率采样频率为50Hz50Hz，节流阀半开比全开充油量大。动轮转速越高，制动力矩越大；同一制动初速度下，液力减速器的充油量越大，产生的制动力矩就越大，减速器动轮的转速下降也越快。调节节流阀的开度即调节

43、了液力减速器的充液量，节流阀半开时液力减速器的充液量要大于节流阀全开的充液量。 通过分析可得出，同一制动初速下，液力减速器的充液量越大，产生的制动力矩就越大，减速器动轮的转速下降就越快，而且制动初速越高，这种效果就越明显，从而也说明了液力减速器在高转速和大充液量下使用制动效果好。52 8.3.4 8.3.4 自动变速器试验台及其改进自动变速器试验台及其改进 自动变速器从制造厂出厂前，需要进行性能检测，以确定它是否符合所配车辆的要求。目前，国外生产的自动变速器试验台的结构较复杂，需由专业人员操作使用，且价格较高，在国内汽车维修行业中应用较少。目前，应用较多的是国产试验台。 1.存在的问题存在的问

44、题 国产自动变速器试验台使用中存在被测自动变速器本身的油泵不能工作，动力装置与被测自动变速器输入轴连接困难，动力装置的转速太低，试验台中的液压油被严重污染，造成试验成本大幅度上升等一系列问题。 53 2.改进方案改进方案 取消固定排量的液压站，让被测自动变速器液力变矩器驱动自身的油泵来供油，即利用自动变速器内部的液压油工作。 试验台的动力是从液力变矩器的涡轮轴输至被测自动变试验台的动力是从液力变矩器的涡轮轴输至被测自动变速器的，要想让被测自动变速器液力变矩器驱动油泵工作，速器的，要想让被测自动变速器液力变矩器驱动油泵工作，就需要重新设计试验台的动力装置与被测自动变速器液力变就需要重新设计试验台

45、的动力装置与被测自动变速器液力变矩器之间的连接装置。连接装置的设计方案：目前，在所有矩器之间的连接装置。连接装置的设计方案：目前，在所有的后轮驱动和大多数前轮驱动的汽车上，液力变矩器与变速的后轮驱动和大多数前轮驱动的汽车上，液力变矩器与变速器输入轴安装在同一轴线上；液力变矩器安装在变速器和发器输入轴安装在同一轴线上；液力变矩器安装在变速器和发动机之间，由变速器液压泵壳和发动机曲轴支承；液力变矩动机之间，由变速器液压泵壳和发动机曲轴支承；液力变矩器的后毂装入变速器液压泵内（见图器的后毂装入变速器液压泵内（见图8-168-16）。）。54图图8-16 8-16 自动变速器液力变矩器安装示意自动变速

46、器液力变矩器安装示意55 8.3.5 8.3.5 液力机械传动变速器总成检测试验液力机械传动变速器总成检测试验 液力机械传动变速器总成液力机械传动变速器总成即变速器变速器、变矩器总成变矩器总成（以下简称双变总成）为装载机的关键部件，它的生产制造技术是生产单位的核心技术之一，其质量好坏直接关系到整机的质量。双变总成集液压、液力和机械传动于一体，结构复杂。因此在制造完成后，装机或出厂前对产品总成的检测是必不可少的，也是控制整机质量的重要环节。双变总成台架试验的目的在于检验装配质量，检测总成性能，杜绝不合格产品进入下道工序，有效控制产品质量，减少装机后引发故障，降低返修及售后维修的工作量，节约成本，

47、提升装载机产品的品牌效益与竞争力。56 1.台架试验方案与要求台架试验方案与要求 （1）总体方案总体方案。测试台用以对ZL40ZL40、ZL50ZL50轮式装载机轮式装载机的双变总成在装配完成后进行检测试验，可以检测出一般的装配质量和各种主要技术参数，可以用来指导生产，也可以供双变总成的改进设计、类比试验及科研使用。 （2）对测试台的设计要求对测试台的设计要求。能够对双变总成进行性能试验及出厂检测；对ZL40ZL40、5050系列系列以下的双变总成自动检测；出厂试验时各检测项目可在计算机控制下自动完成，各种数据能用计算机自动采集贮存并打印。 57 （3）测试台的主要检测项目测试台的主要检测项目

48、 1）变速泵的启动试验； 2）输入转速为2000r/min2000r/min的空载跑合试验空载跑合试验； 3）输入转速为2000r/min2000r/min的空载损失试验空载损失试验； 4）输入转速为l500r/minl500r/min的加载试验加载试验； 5）输入转速为l500r/minl500r/min的零速工况试验零速工况试验； 6）变速器总成各档离合器内漏试验变速器总成各档离合器内漏试验； 7）变速器换档过程试验变速器换档过程试验； 8）切断阀的功能试验切断阀的功能试验； 9）其它的辅助试验，如空载损失试验空载损失试验、换档压力特性换档压力特性 试验试验等，同时也可以对变矩器的性能进行

49、试验。58 2. 2.测试台架构成测试台架构成（1）动力设备动力设备 变频调速电机加交流变频器，电机功率电机功率45kW/(2200r/min) （2）加载设备加载设备 1）升速箱加电涡流测功机升速箱加电涡流测功机 升速箱为自制，升速箱上带制动器。升速箱用气动来控制制动器的动作，用于零速试验时的制动。 2）测功机测功机 型式为电涡流测功机电涡流测功机，型号为GW250GW250，吸收功率吸收功率250kW250kW，额定制动力矩额定制动力矩1100Nm1100Nm，额定力矩下的转速转速5502170r/min5502170r/min， 最高使用转速最高使用转速4000r/min4000r/mi

50、n。 （3）力矩转速传感器力矩转速传感器 力矩为应变式，转速为光电脉冲式。输入传感输入传感300Nm300Nm， 输出传感器输出传感器：7000Nm7000Nm。59 （4）安装支架安装支架 包括前输出支承法兰，中间V型支撑；动力输入形式为齿轮、齿圈。 （5）换档装置换档装置 变速器的换档采用电磁阀控制气动换档装置，可以实现计算机自动换档。 （6）油路系统油路系统 测试台的油路系统和装载机的工况基本一致，从而保证测试数据的真实性。测试台设计有大油池，测试时亦可以不将变速器油底壳锁上，油路经体外循环。试验台的油温可以自动控制。双变总成油路的安装简单方便，各主油路管路各主油路管路、操纵操纵阀阀和变

51、矩器进、出口测压油管变矩器进、出口测压油管均采用快速接头快速接头。测试台的结构简图如图如图8-17所示所示。 60图图8-17 8-17 测试台结构简图测试台结构简图1变频调速电机变频调速电机 2输入力矩转速传感器输入力矩转速传感器 3输入轴承座输入轴承座 4输入传动轴输入传动轴 5变变矩器安装座矩器安装座 6待测试液力传动部件待测试液力传动部件 7换档装置换档装置 8输出传动轴输出传动轴 9输出力矩输出力矩转速传感器转速传感器 10升速箱升速箱 11电涡流测功机电涡流测功机 12底座底座61 3.3.计算机辅助测试及控制系统计算机辅助测试及控制系统 本系统可实现对试验台的电机控制电机控制、制

52、动器控制制动器控制、切断阀控制切断阀控制、档位控制档位控制及转速控制转速控制。 可对输入、输出转速输入、输出转速，各压力值各压力值，输入、输出力矩输入、输出力矩，流流量及温度量及温度等数据进行采集。还可以实现计算机自动判断与控制，实现对出厂检测要求的所有参数进行检测。1）硬件环境硬件环境：主机：研华一体化工控机；主机：研华一体化工控机；I/OI/O卡：研华卡：研华PCL725 I/OPCL725 I/O卡；卡；A/DA/D卡：研华卡：研华PCL812PG Enhanced MultiPCL812PG Enhanced MultiLab CardLab Card卡；卡；内存：内存：64MB64M

53、B以上；以上；显示器：显示器：l024l024768768。2）软件环境软件环境：Windows 98Windows 98、20002000；开发语言：开发语言：Visual CVisual C、Visual BasicVisual Basic。62 4.测试台的标定测试台的标定 测试台测试的各参数需要标定测试台测试的各参数需要标定。对各流对各流量传感器进行标定量传感器进行标定。 变速泵与变矩器出口流量可以从计算机或仪表读出，标定的流量从标定用数字式流量表中读出将经过标定的数字式压力传感器与需要标定。 由于采用计算机自动控制及在线检测，生产效率大大提高。通过试验台的检测，提高了产品的稳定性。双

54、变总成早期故障及时检出率达98以上，大大降低了外反馈故障率和维修成本。638.4 8.4 现代设计及测试方法在液力传动实验现代设计及测试方法在液力传动实验中的应用中的应用 随着计算机技术、计算流体动力学以及流体测试技术的不断发展，对液力传动的实验研究已经逐渐深入到各个层面，不仅对传统的液力试验装置进行改进，还针对液力传动元件本身的结构特点进行三维流动计算和设计。64 8.4.1 8.4.1 现代设计及测试方法在液力传动实验中的应用现代设计及测试方法在液力传动实验中的应用 在流动测量流动测量、液力元件液力元件相关特性测试相关特性测试等方面，包括涉及到与液力传动相关的动力装置液力传动相关的动力装置

55、和传动系的特性及液力传动元件特传动系的特性及液力传动元件特性参数的影响性参数的影响、液力传动元件与动力特性优化研究液力传动元件与动力特性优化研究等各方面的实验研究，已取得很多进展。 国外主要是利用CFDCFD软件软件对液力变矩器三维流场进行模拟。 在液力传动试验工作中，采用计算机数据采集系统计算机数据采集系统，应用现场数据总线技术现场数据总线技术，利用高精度的压力、温度、流量传感器压力、温度、流量传感器及先进可靠的二次仪表二次仪表，已经大大改善了传统试验条件，可以为设计人员，现场工作人员提供精确的试验报告，目前是国内从事液力传动的设计、加工、制造、调试和使用单位的共识，也已经取得了许多成果。

56、65 8.4.28.4.2 结合虚拟仪器技术的全液压液力变矩器试验台结合虚拟仪器技术的全液压液力变矩器试验台 传统的液力变矩器试验台多采用人工分别采集数据，人工处理、计算、绘制曲线的方式工作，工作量大且难以保证数据的同步性，不能及时准确的看到试验结果。为此，国内许多研究者在现有液力变矩器试验台的基础上，对传统试验台进行改进，取得了一些成果。 这里介绍一种结合虚拟仪器技术虚拟仪器技术建立的全液压液力变矩器全液压液力变矩器试验台试验台。该试验台驱动单元驱动单元和加载单元加载单元均采用液压驱动，可以通过虚拟仪器数据采集系统实现实时数据采集处理，通过PLCPLC控制系统控制系统即时控制系统运行状态，保

57、证了试验的可靠性与精确性。66 1.虚拟仪器虚拟仪器 虚拟仪器是指通过应用程序将通用计算机与功能化模块虚拟仪器是指通过应用程序将通用计算机与功能化模块硬件结合起来，用户可以通过友好的图形界面来操作这台计硬件结合起来，用户可以通过友好的图形界面来操作这台计算机，从而完成对被测试量的采集、分析、判断、显示、数算机，从而完成对被测试量的采集、分析、判断、显示、数据存储等。据存储等。虚拟仪器的更新速度快，可维护性好，用户可定制其结构和功能。由于它的核心是软件程序，因而用户可以对现有的虚拟仪器程序做二次开发、修改，增加原有仪器的功能。 2.系统构成及原理系统构成及原理 （1）液压系统构成及原理液压系统构

58、成及原理。该试验台的液压系统原理图如图如图8-188-18所示所示，该试验台由驱动单元驱动单元、加载单元加载单元、液力元件液力元件供油单元供油单元等部分组成。采用独立的油箱，整个系统采用双油采用双油箱设计箱设计。 67图图8-18 全液压液力变矩器试验台系统图全液压液力变矩器试验台系统图1电机电机 2双联泵双联泵 3电液比例调速阀电液比例调速阀 4电液比例溢流阀电液比例溢流阀 5驱动和驱动和加载单元油箱加载单元油箱 6冷却器冷却器 7溢流阀溢流阀 8电液换向阀电液换向阀 9液压马达液压马达 10力力矩转速仪矩转速仪 11被试液力元件被试液力元件 12压力传感器压力传感器 13温度传感器温度传感器 14加载加载泵泵 15耐震液力表耐震液力表 16单向阀单向阀 17液压泵液压泵 18电磁球阀电磁球阀 19滤油器滤油