液压与气压传动实验Word文件下载.docx
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Q――油泵实际流量（L/min）;
Nr104.7Mn（kw）,
M――电机输出扭矩（Nm）,
n电机转速（rpm）。
由预先测出的电机输入功率NdR与电机总效率d的关系曲线（见图1-1），用三相电功率表测出油泵在不同工作压力下电机的输入功率NdR，然后根据电机效率曲线查出电机总效率
d,就可以计算出电机输出功率Ndc，这也就是油泵的输入功率Nr。
即
NR=Ndc=NdR•d
所以
.NcPQ
c100%Nr60NdRd
电机效率曲线如图1—1
图1—1电机效率曲线
三、实验装置和作用
液压原理图见图1—2中油泵性能实验部分。
图1-2节流调速性能、油泵性能与溢流阀静动态实验液压原理图
油泵18动力源，节流阀10外负载，溢流阀11调节油泵18的出口压力
压力表12指示油泵18的岀口压力；
流量计指示油泵流岀流量的容积（10L/r）,秒表配合流量计测定流量。
四、实验步骤
在本实验中，可测得油泵的三个主要指标：
油泵的流量特性、容积效率和总效率。
1、空载起动油泵在其运转一段时间后，当油温不再上升时，便可进行实验。
2、将节流阀10关闭，调节溢流阀11使压力表值为5MPa，此时，用锁母锁紧溢流阀11的调节旋钮。
3、调节节流阀10,使油泵出口压力从4MPa开始，每减少压力0.5MPa为一个测点,共测8个测点，第8个测点压力为0.5MP，分别记下每个测点的压力、流过一定容积油液的时间和电功率•此过程为减载过程。
4、调节节流阀10的开度为最大，测流量，此流量即为油泵的空载流量（此时压力可能不为零，为什么?
）
5、调节节流阀10,使压力从0.5MPa到4MPa，方法同实验步骤3。
此过程为加载过程。
6、实验完毕，溢流阀全部打开，压力表开关置“0”位，停车。
注意：
实验步骤3和5的数据取平均值，即为所测得数据。
五、实验数据和曲线
1、实验数据填入表1—1。
2、特性曲线。
画出油泵的流量特性曲线，及v〜P和〜P的关系曲线。
（三条曲线可以画在同一张方格纸上）
六、分析和讨论实验结果
1、油泵的流量特性说明什么问题？
2、分析总效率曲线的变化趋势，说明总效率在什么范围内为较高，这在实际应用过程中有什么意义？
60VQk—二一（L/min）
tk
V――空载流量（L）,
tk――测定该空载流量所用的时间（sec）。
表1-1油温t=（C）
序
压力
流量
泵输出
电机输
电机
电机输出
油泵容
油泵总
号
P
（MPa）
t
（s）
60v
Q=
（L/min）
功率
Nc（kw）
入功率
NdR（kW）
效率
%
Ndc（kw）
积效率
%（%）
n（%）
4
2
3.5
减
3
2.5
5
载
6
1.5
7
8
0.5
加
七、思考题
1、溢流阀11在实验中起什么作用？
2、实验中节流阀10为什么能够给被测油泵加载？
（提示：
可用流量公式Q=kA•p^来分析，k――节流阀的流量系数,
A——截流面积，Ap——节流阀前后压力差。
）
实验二溢流阀性能
1、通过实验加深理解溢流阀的启闭特性和调压偏差。
2、对溢流阀的动态特性取得感性认识，如压力超调量等。
3、测定溢流阀的压力损失和关闭泄漏量。
1、溢流阀的启闭特性和调压偏差
溢流阀调定压力Pt后，在系统压力将要达到调定压力Pt时，溢流阀就已经开启，我们
称溢流阀刚刚开启时的压力为溢流阀的开启压力，用Pk表示。
调压偏差.：
P是指调定压力
Pt与开启压力Pk之差，即
P=Pr~Pk
实验时，当被测阀通过试验流量为理论流量的1%溢流量时的系统压力值为开启压力Pk,
而调压偏差.：
P与调定压力Pt之比称为调压偏差率;
：
即
■PP-Pk
tk100%
PPt
2、溢流阀的动态特性
溢流量突然变化时，溢流阀所控的压力随时间变化的过渡过程，如图2-I。
图2-1溢流阀的动态特性（阶跃响应）曲线
1压力回升时间氏1是从开始升压至调定压力Pt稳定时的时间。
2卸荷时间△t2是从调定压力Pt开始卸荷至压力稳定的时间。
3压力超调量「pc是最大峰值压力Pmax与调定压力Pt之差。
Pc=Pmax一Pt
而压力超调量Pc与调定压力Pt之比为压力超调率:
二，即
巴二竝旦100%
PtR
3、溢流阀的性能指标
压力损失：
溢流阀调压旋钮在全开位置时的压力值。
卸荷压力：
溢流阀远控口接油箱时的压力值。
关闭泄漏量：
溢流阀调压旋钮拧紧时，在额定压力下，通过溢流阀的溢流量。
压力振摆：
额定压力下，一定的持续压力波动叫压力振摆。
压力偏移：
额定压力下，在一分钟内的压力变化量叫压力偏移。
三、实验原理与器材
液压原理图见图1-2中溢流阀性能实验部分.
油泵18动力源;
溢流阀11调节实验回路压力；
溢流阀14被测阀；
换向阀13换接被测阀3的油路并提供阶跃信号
换向阀15用于流量计或量筒的选择，
换向阀16使溢流阀卸荷，并提供阶跃信号；
流量计或量筒用于测定通过流量阀的流过的容积，秒表配合流量计或量筒测定流量。
溢流阀的动态特性测试所用仪器：
见图2-2;
分流及附加电阻
压力传感器
电桥盒
动态应变仪
光线示波器
通用示波器
交流稳压电源
M
图2-2溢流阀动态特性实验仪器连接框图
BPR-2/100型电阻式压力传感器一个;
Y6D—3A型动态电阻应变仪一台；
SCI6型光线示波器一台；
SBE-20A型二踪示波器（或通用示波器）一台；
614B型电子交流稳压电源一台；
FF3型分流及附加电阻箱一台；
直流稳压电源一台；
1、溢流阀的启闭特性和调压偏差
1空载起动，关闭节流阀10,使换向阀17处于中位位置。
2换向阀13的电磁铁在“I”位置，关闭溢流阀11，调节溢流阀14，使测压点12—2的压力为4MPa,此压力为调定压力Pt。
3用流量计和秒表测定流量，此流量为被测阀的额定流量Qn。
4调节溢流阀11使压力下降,同时注意流量计指针,当流量计指针走动非常慢时（几乎
看不出走动时使换向阀15的电磁铁在“I”值，再继续调节溢流阀11使压力下降，当溢流量为较小时，用量筒和秒表测定流量，当流量为额定量Qn的1%时，此时压力为溢流阀的开
启压力Pk。
5Pk为第一测点，每升高压力0.2MPa为一个测点，升到4MPa，记下每个测点的压力
和流量（大流量时用流量计,小流量时用量筒）此过程为开启过程。
6压力从4MPa降到Pk用⑤的方法，记下每个测点的压力和流量，此过程为关闭过程。
2、溢流阀的动态特性
1按图2—2所示,连接好测试仪器的电气线路,选择振子型号,（选择方法参见《光线
示波器使用说明书》等有关书籍）。
2用BPR压力传感器组成半桥,平衡动态应变仪的一个通道。
3启动光线示波器,预热后起辉,调节光点位置,用压力校验泵和压力传感器给出标准
应变信号，在感光纸上记下零压基准线和3、4、5、6MPa的准线。
4换向阀13在“”位，关闭溢流阀11，调节被测阀14使压力为4MPa，将换向阀16
在I”位通电）使主油路卸荷，准备好记录仪器，进行拍摄动态特性曲线，按下光线示波器拍摄按钮，将换向阀16置0”位断电），主油路升压，接着迅速将阀16置I”位，主油路卸荷
拍摄完毕，取下记录纸，进行二次曝光，即得溢流阀的动态特性曲线。
5溢流阀11调至5MPa，压力表开关置“I”位，换向阀13置I”位调节被测阀14压力为
4MPa，换向阀13置0”位，准备好记录仪器，进行拍摄动态特性曲线。
将换向阀13置I”
位，主油路升压，再速使阀13置0”位，主油路卸压，拍摄完毕，取下记录纸，进行二次曝
光，即得溢流阀的动态特性曲线。
4和⑤是在两种实验情况下的特性曲线。
3、溢流阀的其它性能指标
1旋开被测溢流阀14的调压旋钮的开度为最大，记下测点12—2的力值，即压力损失。
2调节溢流阀14，使测压点12—2压力大于0.5MPa，换向阀16置f”位，记下测压点12—2的压力值，即卸荷压力。
3调节溢流阀11使测压点12—1的压力为5Mpa，拧紧溢流阀14的调压旋钮，使换向13、15都置f”位，用量筒和秒表测得流量，即关闭卸漏量。
4换向阀13置I”位，溢流阀14全部打开，关闭溢流阀11，调节溢流阀14，使测压点12—1的压力值为5MPa，记下压力振动幅值的一半，即压力振摆。
5实验方法同上，记下一分钟压力变化量，即压力偏移，
五、实验数据和曲线
调压偏差P=Pt—Pk二（MPa）
调压偏差率二％
表2-1
阀口
动向
P（MPa）
溢流量
油温
T（C）
v（mL）
t（s）
Q=60V（L/min）1000t
开
启
过
程
关
闭
特性曲线：
画出溢流阀的启闭特性曲线在方格纸上。
计算出调压偏差和调压偏差率（注意：
开启与关闭两条特性曲线通常不重合）
2溢流阀的动态特性
表2—2
调定压力
方
最大峰值压力
压力超调量
压力回升
卸荷时间
压力超调率
Pt（MPa）
Pmax（MPa）
心巳=Pmax一R
时间
也t2（S）
法
△Pc
CF_
Pt
M（s）
表2一3
压力损失
卸荷压力
关闭泄漏量
压力振摆
压力偏移
（mL/min）
±
六、分析和讨论实验结果
1、溢流阀的启闭特性对系统工作性能有何影响？
2、在同一溢流量下，为何开启过程的压力大于关闭过程的压力？
（或者说为什么开启
过程的特性曲线与关闭过程的特性曲线不重合？
提示：
从阀芯摩擦力方面分析。
3、溢流阀的动态特性指标对液压系统工作有何意义？
4、与要求的技术指标（见下表2—4）相比较，说明该溢流阀的性能如何？
溢流阀的技术指标要求:
调压偏
差率%
0.4
0.2
40
）.2
15-20
实验三节流调速回路性能
、实验目的
1、通过实验深入了解三种节流阀节流调速回路的性能差别。
P5•A1
2、加深理解节流阀与调速阀的节流调速回路的性能差别。
二、实验内容和原理
1、进油路节流阀调速回路
如图3—1在进油路节流阀调速回路中
工作油缸的活塞受力平衡方程式:
P3A1~P5A1R
P3—
—工作油缸无杆腔压力（
MPa）；
3—1进油路节流阀调速回路
P5—
加载油缸有杆腔压力（
MPa）;
A1—
工作油缸（或加载油缸）
无杆腔有效面积（cm2）;
（注：
工作油缸与加载油缸结构尺寸相同）；
R――工作油缸和加载油缸的摩擦力之和（N）
进油路节流阀的前后压差P
R
P二Pa-P3二Pa-P5-A
Pa――油泵出口压力（或溢流阀调定压力）。
通过节流阀进入油缸的流量Q
Q=KA^pm=KA（Pa_P5—旦）mAi
K――流量系数；
A――节流阀的有效节流面积（cm2）;
m压力指数，节流口为薄壁口时m=0.5。
所以工作油缸活塞运动的速度v:
Q
v二
Ai
K、Ai、R、m都为定常值。
A在节流阀调定后也不变化。
所以只要P5变化即负
载变化时，工作油缸活塞运动的速度就随之变化，即此速度是负载压力的单值函数。
因此,通过改变负载压力，即可得到进油路节流阀调速回路的速度负载特性。
V=fR）
2、回油路节流阀调速回路
如图3—2在回油路节流阀调速回路中，工作油缸的活塞受力平衡方程式:
P3Ai=P4A2P5AiR
P4――工作油缸有杆腔压力（MPa）;
A2工作油缸有杆腔有效面积（cm
其余同前。
回櫥H节底0HH速回略
回油路节流阀前后压差P:
通过节流阀的流量Q:
Q=KA•宀K
所以，工作缸活塞运动速度v:
与实验1相同
八“）
3、旁油路节流阀调速回路
如图3—3在旁油路节流阀速回路中，工作油缸活塞受力平衡方程式:
P3Ai=PsAi+R
油路节流阀前后压差P:
•：
P=P3-O=（P5）-0
A
通过节流阀流回油箱的流量Q:
Q=KA•■:
P^KA（P5—）m
进入工作油缸的流量Q:
Q二Qb-Q二Qb—KA（P5）m
Ai式中：
Qb――油泵额定流量。
所以工作缸活塞运动速度v:
QQBKA/厂+Rm
v（P5）
A1A1A1A1
式中的
Qb当采用定量泵时为常量，所以可以得到与实验1相同的结论:
v=f（P5）
4、进油路调速阀调速回路
如图3—4在负载变化时，虽然加在调速阀两端的压差变化，但由于调速阀中减压阀的
作用，使通过的流量不变，所以活塞的运动速度不随负载的变化而产生变化。
V吠"
5）=常数
液压原理图见图1—2中节流调速回路性能部分。
1、系统工作部分：
油泵1:
动力源；
溢流阀2:
调定油泵出口压力；
换向阀3:
给工作缸换接油路；
节流阀7、8、9进油路、回油路、旁油路三种调速回路的节流阀；
调速阀6:
进油路调速回路的调速阀；
压力表4、5指示油泵出口压力，节流阀前后压力和调速阀前后压力值;
秒表：
记录工作油缸在一定行程的时间；
油缸；
19执行机构。
2.加载部分：
油泵18:
动力源;
溢流阀11：
调定油泵18出口压力；
换向阀17：
换接加载缸油路；
油缸20：
油缸19的外负载（模拟负载）；
压力表12：
指示油泵18的出口压力。
1空载起动，待油温不再上升时开始实验。
2关闭调速阀6，节流阀9，全部打开节流阀8，组成进油路节流阀调速回路。
3调节溢流阀2使测压点4-1的压力值为3MPa，换向阀17置右位，调节溢流阀11使测压点12—1的压力值为0.5MPa。
4转动压力表开关使压力表的测压点为4—3、5—2、12—3，调节节流阀7为小开度。
5换向阀3置左位，用秒表记下工作缸活塞运动一定行程L所需时间t，同时记下活塞
运动过程中压力表4、5、12的压力值，换向阀3置右位，回程。
6加载压力每隔0.5MPa为一个测点，到2.5MPa共五个测点，重复上述步骤。
7改变节流阀7为中开度和大开度，各重复上述步骤一次。
2、回油路节流阀调速回路：
1关闭调速阀6、节流阀9、全部打开节流阀7，组成回油路节流阀调速回路。
2改变节流阀8的开度为小开度、中开度和大开度三种。
3各压力表测压点为4—3，5—3,12—3，其余同实验1。
3、旁油路节流阀调速回路
1关闭调速阀6，全部打开节流阀7和8，组成旁油路节流阀调速回路：
2改变节流阀9的开度为小开度、中开度和大开度三种。
3各压力表测压点为5—2（5—3）、12—3，其余同实验1。
1关闭节流阀7、9，全部打开节流阀8，组成进油路调速阀调速回路:
2改变调速阀6的开度为小开度、中开度和大开度三种。
3各压力表测压点为4—3（4—2），5—2，12—3，其余同实验1。
①将实验数据填入表3—1
②特性曲线:
在方格纸上画出速度负载特性曲线V=f（P5）。
系统压力Pa=4Mpa；
活塞行程L=200mm。
表3—1油温•=（°
C）
节流阀
加载调定
活塞运动
加载缸无
开度
速度
杆腔压力
前压力
后压力
A°
T（s）
V（mm/s）
P5（MPa）
P1（MPa）
P3（MPa）
小
中
大
①将实验数据填入表3—2中。
画出速度负载特性曲线V=f（P5）在方格纸上。
系统压力PA=4MPa，活塞行程L=200mm。
表3—2油温.=（C）
Ao
P4（MPa）
P6（MPa）
1将实验数据填入表3—3中
2特性曲线：
在方格纸画出速度负载曲线v=f（P5）。
系统压力PA=4MPa，活塞行程L=200mm。
表3—3油温.=（°
P7（MPa）
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