1、項目背景
泵的功能為通過供油泵從滑油箱中抽出滑油，并經過濾后供至發(fā)動機各個需要滑油的部位，并通過回油泵從各個油腔將回油抽回至滑油箱。根據產品試驗要求，需進行產品性能試驗測試和高低溫試驗測試，需在工況條件下測試產品的流量、壓力等性能參數，確保各類參數滿足產品技術要求。
2、產品試驗要求
①工作介質要求：滑油
②試驗臺溫度要求
介質溫度：-55℃～+160℃，短時175℃。
環(huán)境溫度：-55℃～+120℃，短時 135℃，高溫起飛時保持150±5℃。
③試驗臺高度要求
使用高度：0～20000m
④試驗臺主軸轉速要求
驅動源類型：大功率高速電機，無機械變速結構
主軸旋轉速度：2000～15000r/min 主
軸功率：≥60kW
⑤主要儀表的測量范圍
進口壓力：-0.1～0.5MPa
出口壓力：0～2.5MPa
流量：0～120L/min
扭矩：±50 N•m
3、試驗系統(tǒng)設計解決方案
試驗臺用途和功能
某類泛擺線齒輪泵試驗臺具備產品轉速模擬、介質溫度模擬(主副油箱獨立控制)、環(huán)境溫度模擬、高度模擬(主副油箱獨立控制)的能力;具備對試驗介質存儲、過濾、輸送等功能;試驗臺能夠實現對各測量單元的壓力/溫度/流量/轉速/扭矩/液位等的測量，實現不同范圍的壓力、流量調節(jié)及控制功能，以及試驗數據的采集、處理及存儲，試驗保護等功能。
試驗臺組成
某類泛擺線齒輪泵試驗臺主要由主軸驅動裝置、介質和環(huán)境溫度控制裝置、抽真空裝置、測量系統(tǒng)、過濾裝置、油箱/管路系統(tǒng)和測控系統(tǒng)等組成。試驗臺主體結構(圖1)。
試驗臺工作原理：被試滑油泵采用高速電機直驅工作，各分系統(tǒng)分別實現主、副油箱高空環(huán)境(壓力)模擬、滑油溫度控制、滑油系統(tǒng)管路壓力調節(jié)和工作環(huán)境溫度模擬，滿足被試泵入口、出口介質壓力、溫度要求，模擬被試滑油泵工作環(huán)境，完成被試泵的性能測試。圖2為試驗臺總體布局。
①主軸驅動裝置
試驗臺主軸驅動裝置(或稱主軸驅動系統(tǒng))為被試滑油泵提供轉速連續(xù)可調的主軸驅動力，主軸驅動系統(tǒng)采用大功率高速電機，采用直驅方式，無機械變速結構(圖 3)。主軸額定輸出功率為 65kW，可實現旋轉速度0～15000r/min連續(xù)可調;且主軸正反轉可調，由軟件設置，實現無級調速(變頻調速)并測速。配備變頻調速器和測速系統(tǒng)，實現無級調速和測速。主軸轉速在 3000r/min 以下控制精度 ±5r/min，3000～12000r/min 之間控制精度±10r/min，12000r/min 以上控制精度±20r/min;自動控制狀態(tài)下，15 秒以內穩(wěn)定到目標轉速。
②介質和環(huán)境溫度控制裝置
試驗臺溫度控制系統(tǒng)主要用于控制試驗介質和環(huán)境溫度滿足試驗溫度要求。溫度控制裝置包括介質溫度控制系統(tǒng)與環(huán)境溫度控制系統(tǒng)。含加熱裝置、散熱裝置、制冷裝置、溫度測量控制裝置及環(huán)境試驗箱，保證產品試驗時的介質溫度保持恒定，采用間接加熱的 方式加熱，介質溫度控制范圍為：-55～180℃(可長期工作)。高低溫環(huán)境試驗箱溫度控制范圍為：-60～180℃(可長期工作)，容積為：20m3。
③抽真空裝置
試驗臺配備抽真空裝置，模擬高度 0～20000m 的低氣壓試驗狀態(tài)。抽真空裝置可保證油箱及管路真空度要求，選用 2臺 4L/S和 1臺 8L/S的真空泵，總的抽吸能力為 16L/S，能夠實現主、副兩個油箱真空度分別控制。同時試驗廠房提供 0～0.25MPa 的增壓氣源，用于油箱增壓試驗使用。
④測量系統(tǒng)
試驗臺測量系統(tǒng)由被試件進出口管路測試回路、油箱壓力/溫度/液位測量、余油箱液位測量、過濾裝置壓差測量、以及主要設備自身的測量系統(tǒng)等組成(圖4)。
被試件進出口管路測量系統(tǒng)通過對被試件進出口管路系統(tǒng)的壓力測量，經反饋給調節(jié)閥實現對被試件進出口壓力的調節(jié)，同時通過流量計實現對每個管路的流量監(jiān)測，在試驗管路上還設有壓差測量，確保在油濾堵塞時能夠切換至旁路。
⑤過濾裝置
試驗臺主副油箱配套各自獨立的循環(huán)過濾系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)完全一樣。每套過濾系統(tǒng)由循環(huán)泵、手動球閥、粗油濾和細油濾組成。分為兩級過濾，一級粗濾過濾等級 20μm，二級細濾過濾等級 10μm，過濾后滑油清潔度可長期穩(wěn)定到 GJB420B 8級標準。循環(huán)清潔管路采用不銹鋼材質管路，主副油箱過濾循環(huán)管徑泵前選取DN50，泵后管路設計DN40，循環(huán)清潔流量按不小于 90L/min進行設計，實際循環(huán)泵選型功率7.5kW，介質常溫時流量可達200L/min(圖5)。
⑥油箱及管路系統(tǒng)
油箱及管路系統(tǒng)屬于多聯泛擺線齒輪泵綜合試驗臺的功能保障模塊，儲存不同溫度的試驗介質，經進、出口管路與產品相連。
滑油泵進行性能試驗時，試驗臺配備主油箱和副油箱分別保證回油級和增壓級溫度，同時配備閥門、管道和其他聯接件等，將被試件與進出口測試元件、過濾器等系統(tǒng)聯接起來，形成回路進行試驗(圖6)。
⑦測控系統(tǒng)
測控系統(tǒng)實現對多聯泛擺線齒輪泵綜合試驗臺中主軸驅動裝置、溫度控制裝置、抽真空裝置、測量系統(tǒng)、過濾裝置、油箱/管路等系統(tǒng)的電氣部分進行控制、顯示和測量、記錄等功能(圖 7)。包括：上位機、下位機、電器柜、數據采集卡、信號線等，可實現 試驗臺狀態(tài)的自動閉環(huán)控制、自動測量記錄、繪制性能曲線等功能。電器柜內設置通道計量接口，方便數據的在線計量。
4、結語
試驗臺從整體考慮，采用模塊化、標準化設計方法，在單個模塊設計好后，與其余模塊交聯從而形成一個試驗系統(tǒng)，各試驗系統(tǒng)之間又通過管路、油路、線纜、網絡進行交互，從而形成整體試驗驗證系統(tǒng)。該技術方案汲取了同類系統(tǒng)實施中的先進技術及工程經驗，充分發(fā)揮了系統(tǒng)集成方面的技術優(yōu)勢。
試驗臺設計具有先進性、安全性、美觀性和實用性，能夠適應長期、安全、穩(wěn)定、可靠、高效運行的使用要求。符合國家節(jié)能和環(huán)保要求。有良好的用戶界面，操作和監(jiān)督管理簡單、直觀，設備使用、操作、維護方便。試驗臺詳細設計方案經多輪市場調研和性能評估，試驗臺各項性能指標完全滿足技術要求。
通過該試驗臺建設及試驗驗證，滿足了產品試驗介質、試驗溫度、試驗高度、主軸轉速等方面試驗要求。
參考文獻略.