集成式液压泵马达系统功率平衡的试验研究宋起跃1苑士华2胡纪滨21.中国北车辆研究抓北京172；2.北京理工大学北；100081与试验结果的对比分析明。集成式液压泵马达系统瞬时功率平衡理论成立。为综合传动系统的热平衡分析提供了重要的理论依据。

　　1集成式液压泵马达系统的发展背景自从1916年英国在第次世界大战中首次使用坦克以来，军用履带装甲车辆己成为各国国防力量的重要组成部分，机动性作为坦克的大重要性能之，对战役转移战术上的集中7分散以及火炮咸力的发挥等方面，韦关，要的影响。而圻克的传动系统是决定其机动性的键闪私传统的平用履装1辆采用单流机械传动实现变速，转向采用级行记转向机和差速式的转向机构，如苏联的162坦克英国的酋长坦克德国的豹1坦克等。这种传动形式发动机无法始终保持*佳工况，功率不能得到充分发挥经济性差；转向时只能做有级转向，只能有有限个规定转向半径，功率损失大，各部件的工况恶劣，而且不能作较长时间转向，转向速度慢，稳定性差。

　　为获得理想的直驶与转向性能，世界各国纷纷研宄和发展了无级传动与转向技术。液压菜马达系统由于具有良好的无级变速性能，在军用履带装甲车辆转向机构中得到了广泛应用，目前主要有纯液压传动液压机械分流传动双半径液压传动液压液力复合传动等转向方案。们无论，播方，液吒粟马达都跋转向系统的核心元件。

　　这些转向技术发展的重要需求，积极推动了大功率液压泵和马达的研制。在军用履带装甲车辆中对液压泵马达等元件有如下要求双向连续无级变速；效率高；功率大体积小；耐高温性能；系统齐全；定的寿命。这些要求使军用履带车辆中的液压泵马达系统与般的系统差别很大，而且军用履带装甲车辆的液压系统若采用大量管接头和管子连接，很容易造成管道污染，引起系统故障，还会因振动和冲击引起泄漏，降低效率。为了提高军用履带装甲车辆的机动性和战场生存能力降低传动系统的体积和重量保证可靠性，液压泵马达系统普遍采用集成化结构。即使用液压集成阀块将转向机构中的液压部分液压泵马达补油泵溢流阀控制元件等集成在起，泵和马达共用个壳体，取消元件间的外接软荇连接，这样就使集成液压泵马达系统几有结构紧凑儿忭密度高占据而枳小变化灵活方便界易实现标准化等优心。同时可降低成本提高梢度和可靠性。目前，西方发达国家在军用履带车辆上均采用了集成液压泵马达系统，如英国的挑战者主战坦克德国的黄鼠狼装甲车和豹坦克等。

　　2集成液压泵马达的原理与功率平衡分析根据7叫履带车辆的使用要求，由变试泵和定啁马达组成的容积式无级调速系统敲介适，其系统原理1.工作时变量栗转动的同时带动个齿轮栗以相同转速转动，补充系统的泄漏流量，并给变量控制机构供油。齿轮泵排出的油经个滤清器过滤，如果滤清器被堵塞则急剧上升的压力将推开溢流阀使油流回油箱。直控溢流阀调定齿轮泵的工作压力，齿轮泵排出的油液除了通过两个单向元件补充系统泄漏外，多余的部分经该阀流回油箱。两个高压溢流阀与两个单向元件组成了双向安全阀，以防止液压泵与马达之间的两个高压油路的压力过高。位通的冲洗阀用于将主油路低压侧的部分油液引出闭式系统散热。

　　系统的控制部分由阀控液压缸系统和缸控变量泵两部分组成转动转阀的控制杆，可以控制伺服缸筒的位移，改变变量栗的斜盘倾角，从而改变变量泵的排量，也就改变了马达的输出转速，由此达到无级调速的目的。

　　集成系统在实际使用中由于所处工况恶劣，传递功率大，温升较快，因此可能影响到整个传动系统的热平衡，为此必须对其进行功率平衡分析，即进行系统的温升分析。集成液压荥马达系统与外界相连的汕路只存进油口和1出汕口。集成系统在工作过程中的功率损失除部分转变为振动和噪声外，大部分将转变为液压油的热能，根据能量守恒原理，如果忽略零部件的振动噪声和零部件自身的温升，可以认为系统的瞬时功率损失全部转变为液19942015ChinaAcademicJoumalElectronic乐汕的热能，现为系统进出油口的温液压系统的热能，量为泵的瞬时输入功率与马达其十分为液吒系统功率柄加值实小为功率损失，叫为泵的输入转速，1.为，的输入扭矩。Nm，为马达的输v转速，rnlm；m为马达的输入，Nm.

　　液压油的热能增值为Pq其中0为系统进出口补油栗流量，8；9为液压油密度定值，8为补油栗排量口么为液压系统进出口温升为液压油比热比热与温设的关系式为。=i 69+OO3其中为液压油温度，心为液压油相对密度无量纲。

　　集成液压泵马达系统工作时，压力很大温升较高，因此需按变比热进行计算式2改写为其中1为系统进口温度2为系统出口温度，0.

　　系统的进出口温升为根据能量守恒定律，=尸将式123代入上式可得设。1则0=，1+，2对式7积分后得解此方程即可求出在不同工况下系统理论温升。

　　3试验系统与结果分析为了分析系统的温升性能，对集成液压泵马达系统进行了台架试验，试验台由电机传动箱油源加载系统转速转矩传感器温度传感器及与之相应的次仪组成。其数据采集和处理系统2.

　　试验中测定的主要参数乜枯电机的输出转速和输出转矩传动箱的输出转速，2和输出转矩7.集成系统低压汕路的压力户进油温度油温度和加载压力等参数。因此，为得到正确的结果须对数据进行处理，计算中设定对外啮合齿轮副的效率为0.97，根据试验台的布置情况，屯机与泵之间的传动比为1.1.马达4输出轴的衡。算，斟到进出口之间的温升曲线35.试验值与计算值在个别点有定偏差，理论值较大是由于有部分功率损失转变为系统内部件的温升或被壳体散掉；理论值较小是由于系统部件向液压油传热造成的。功率平衡计算得到的温升位实际温升值十分接近。变化趋势相同。说明系统的功率损失大部分转变为液压油热量的假设是正确的，因此以此为基础进行综合传动系统的热分析是可行的。

　　坫于此。对集成系统在额定转速额记压力功率位的83组数据进行统汁分析，可得每组数据的功率损失值，功率损失的平均值即可认为是测量真值，计算得*大功率损失为86.27，平均功率损失为80.87，则由式8可得不同入口油温度时的出口油温，如传动比为1.1.各计算参数与采集参数的计算公式如下泵的输入转矩=.纟1.97=1.067乃进出口温差=出广入替速传感器温度传感器次仪=醇次，集成液压泵马达，传感尤加载系统1高压传感器1 1次仪在不同工况下以系统采集的初始试验条件为基础进行功率平打印机绘机600以1不同压力下的温升4结论在不同工况下，理论分析的液压系统出口温度与试验结果相符合，证明集成液压泵马达系统瞬时功率平衡理论成立，系统的功率损失基本转化为系统进出口液压油的热能，并以此为基础估算了在额定工况下不同入口温度时的系统出口温度，在额定工况下系统的*高入口温度不可超过10，1.

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　　I4沙定。实用误1地论数拟处理北京北京！大学出版社。193.下转第15页4结论撖获取特殊环境下旋转机械的关键参数。方面要求有先进成熟实用的测试方法和手段，另方面应将可测性设计思想纳入旋转机械的设计过程中去。本文介绍的磁电式数字鉴相扭矩测试技术具有定的实用性和使用价值，有待于进步的开发和完善以适应各种不同工况的需求。

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