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1、1,2,新研制或大修后的液力元件均需进行试验。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 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、可靠性试验、专题试验和出厂试验等四大类,性能试验中 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，作为提高液力元件性能特性的参考； 外特性试验是为了测定液力元件的外部特性（即输
2、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,密闭性试验,散热及温升试验,振动及噪声试验,叶栅液洞试验法,其它,工况模拟,液力元件的试验,性能试验,可靠性试验,专题试验,出厂试验,外特性试验,匹配试验,内特性试验,静态特性,动态特性,牵引工况（包括零速工况）,超越工况,反转工况,启动过程,制动工况,与动力机共同工作特性,与齿轮变速器共同工作特性,庇托管试验法,激光测速法,按试验场所,按试验程度,台架试验,随机试验,检验性试验,耐久性试验,按试验规范,常规试验,强化（快速）试验,轴向力试验,气蚀及补偿压力试验,超速离心破裂试验,其它,温升试验,动平衡试验,清洁度试验,其它,可视化试
3、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。,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。,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。,8.2 液力元件的性能试验,8.2.1 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1为带动变矩器泵轮的动力机，直流测功电机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3将油箱
4、4中的热油以一定压力送往热交换器5，经热交换器冷却后的工作油进入变矩器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8-2 液力变矩器实验台 1动力机 2测功机 3叶片泵 4油箱 5热交换器 6变矩器 7、8轴向力测定装置,7,（1）动力机,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,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。,（2）负载测功机,图8-3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8-3 各种测功机特性曲线和工作范围,a）GPF13型电力测功机,b）D4型水力测功机,c）涡流测
5、功机,8,图8-4给出了变矩器涡轮力矩和水力测功器力矩与转速的关系示意曲线。曲线1和曲线2的交点A，即为它们的共同工作点，这时试验处于稳定状态。,图8-4 变矩器与水力测功机匹配稳定性,图8-5 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8-5的水力测功特性（虚线为原有特性）。,2.试验内容和测试项目。,（1）测定变矩器最佳供油压力；,（2）测量泵轮某一转速时，不同涡轮转速下泵轮力矩值 ，即测试 曲线；,（3）测量泵轮某一转速时，不同涡轮转速下涡轮力矩值 ，即测试 曲线。,10,3.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
6、，改变不同供油压力PG，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PG，获得变矩器相应的启动性能。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
7、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 和转速 ，以及涡轮力矩 和转速 ，就可获得被试变矩器的 ， 和 曲线。,12,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
8、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，还应保持要求的试验条件。现说明如下：,13,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。,试验中工作油温度。,供油压力。,溢油状况。,4.试验数据整理,按照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。,14,8.2.2 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、光学法和
9、气压法等。应用较广的为气压法，其主要测量工具为测压管和U型差压计。,如图8-6所示，风源由电机带动的鼓风机1供给，压力空气经扩散筒2进入稳压箱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8-6 测压管风洞校正试验台示意图,15,五孔测压管进行风洞校正试验时，与U型差压计连接方式如图8-7所示。,图8-7 五孔测压管校正试验时测量系统示意图 P校正风筒；S被校五孔测压管；K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与坐标角度盘K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
10、气流来流方向；,（2）在校正过程中，旋转测压管，直到差压计IV上的压差值为零时为止，这时记录下其它U型差压计上之读数；,（3）将水平坐标角度盘旋转5，再旋转测压管，使 ，记录下各差压计读数；,（4）再一次将水平坐标角度盘旋转5，再旋转测压管使 ，记下读数。,17,图8-8为某根五孔测压管风洞校正试验结果值。,图8-8 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。,1.试验准备和试验。,（1）将测压管安装在测试部位上，图8-9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8-9 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型管连接 ；,（3）从油杯
11、和三通管的开口端向U型玻璃管和塑料连接管 中注工作油 ；,（4）在未启动变矩器泵轮前，应先开动供油泵，根据变矩 器泵轮转速，保持一恒定供油压力值，供油压力不能过高；,20,（5）驱动变矩器泵轮，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 ，以及各差压计上的 、和 值；,（7）测试完毕一个试验点后，调节涡轮转速，使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，然后停车，切断供油。,21,2.测试数据整理。,（1）建立空间坐标。为了确
12、定液流的流动方向，必须建立空间坐标，在这里规定：被测点作为坐标原点O，沿测压管支杆轴线方向为x轴，垂直于变矩器所研究的截面为z轴，x轴垂直yOz坐标面（图8-10）。这样，速度矢量在各坐标轴上的投影可表示为：,22,图8-10 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 。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上可查得 角，同时查出相应的 。,（3）液流速度。根据试验中
13、测得 的值，按下式可算出液流的绝对速度v,24,式中 水银密度，13600kg/m3；,工作油密度， ， kg/m3（60时）。,计算出液流的绝对速度值v之后,根据空间坐标系统，即可算出轴面分速度 和圆周分速度 。,（4）循环流量Q。根据轴面分速度 ，则可计算变矩器循环流量Q,式中 测量点i处的截面积。,25,8.2.3 液力偶合器的外特性试验,1.试验台,液力偶合器（变矩器）外特性可用试验台（图8-11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。,26,1、17输入、输出端测功机磅秤 2、16测功机 3、14输入、输出端转速仪传感器
14、的齿轮 4、15转速仪传感器 5、7、13联轴节 6、12输入、输出端相位差力矩测量仪 8液力元件进油口 9出油口 10被测液力元件 11万向节 18机械制动器 19、20、25、26相应仪表显示仪 21、23出口、进口压力计 22、24出口、进口温度计,图8-11 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、直流他激电动机、交流调速电动机、内燃机、交流电动机与变速器组以及交流电动机。,加载设备的作用是：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。加载设备有：电力测功机、直流电动机、电涡流测功机、电涡流制动器
15、、水力测功机以及机械加载装置等。,支架和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、齿轮泵、滤油器、溢流阀、背压阀、冷却器、温度计、压力计和管路等组成。,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。,（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。,29,2.试验项目,（1）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。,（2）牵引工况特性试验：液力偶合器为不同充液率的泵轮力 矩系数 。,（3）超越工况特性试验：液力偶合器为不同充液率的泵轮力矩系数 。,（4）反转工况特性试验：液力偶合器为不同充液率的泵轮力矩系数 。,（5）零速工况特性试验：液力偶合器为不同充液率的零速工况力矩 ，零速工况力矩系数 。,30,（6）逆转工况特性试验：输入
