深海集成油压源测试平台的设计与实现.pdf

《深海集成油压源测试平台的设计与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷第2期2013年6月海洋技术OCEAN’IECHNOLOGYV01．32，No．2June，2013深海集成油压源测试平台的设计与实现曹学鹏卜，焦生杰1，顾海荣1，荣一辚2(1．长安大学工程机械学院，陕西西安710064；2．四川海洋特种技术研究所，四川成都610041)摘要：为了测试深海集成油压源的环境适应性及其工作特性，开展了模拟深海环境的油压潦测试平台的设计。提出了耐压舱下溢流阀直接加戢和大气下液压泵一溢流阀加栽两种设计方案，比较后发现后者舱内系统发热少。有利于减小环境温度的波动。平台的测试结果表明。谊装置可实现环境压力和温度分别在0-'-50MP

2、a和20-40oC范围内的深海工况模拟，亦可便捷地进行油压源的动静态性能测试，达到了预期的设计目标。关t词：测试平台；环境模拟；深海油压源；性能测试中圈分类号：fr75l文献标志码：B文章编号：1003—2029(2013)02--0027-04目前，国内深海油压源的设计和开发主要基于对已有陆用油压源深海适应性改造的方法【l-21，潜在对深海环境因素的影响考虑不周的问题。为了验证样机的适应性并发现设计存在的不足。需进行反复的海试。海试具有试验周期长、测试项目有限、测试设备要求高、试验成本昂贵等特点，搭载远洋试验船又易受台风、海浪、洋流等不确定因素的影响，故多用于

3、样机正式投入使用前的验证测试圈。为此，大气下模拟深海环境的测试技术和平台搭建就显得尤为重要。本文开展模拟深海高压的集成油压动力源测试平台的设计并进行相应的试验研究，以提高测试效率，缩减试验周期和成本，为深海油压源产品化提供急需的测试平台和硬件支撑。1测试平台技术指标海水温度保持恒温，约在3℃左右，海水密度基本保持1．028咖m3，盐度在3．3％一3．7％之间，因上层海水自重的存在，油压源受到海水环境压力的作用M。对于内浸式压力补偿结构，海水高盐度仅对储油箱外壁产生腐蚀作用，而对油压源系统本身并无影响。因此。深海环境的模拟包括环境温度、环境压力的两大环境因素，另外

4、，测试系统还需考虑油压源液压量调节及负载作用，设计的测试平台主要技术参数如下：(1)环境压力：叽50MPa；(2)环境温度：20-．．40℃；(3)压力、流量输入可动、静态调节；(4)负载模拟可实现动、静态加载。2测试平台的方案设计被测深海油压源最大工作水深为4500m，在这一海层，深海油压源测试平台设计时，既要较真实地模拟深海极1．被测泵2．过滤器3．深海电机4．被测泵体lo．流量阀11．压力传感器12．差动比较器13．闭环放大器14．电气接插件15．承压壳16．压力表17．耐压实验舱18．管接头19．开关阀20．溢流阀21．高压泵22．电机23．油箱24．阀

5、放大器25．加载溢流阀26．记录仪”．流量传感器圈1耐压舱下溢流阀直接加载方案原理圈收疆日期：2012-II一23基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2012AA091104)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(CHD201IJCl51)作者筒介：曹学鹛(1982-)，男，博士，讲师，主要研究方向为机电液一体化理论及技术开发。Entail：tiepen92001@163．eom海洋技术第32卷端环境条件及工况特点，还需兼顾大气环境下实际条件的影响和限制。为此，根据加载方式的不同，提出下述两种测试设计方案。2．1耐压舱下溢流阀直接加载方案

6、设计的耐压舱下溢流阀直接加载方案的系统组成如图1所示，由两个液压子系统及数据检测系统组成。(1)深海环境高压模拟系统，由高压泵2l和电机22组成的液压动力源，配合开关阀19．1、19．2及溢流阀20，实现耐压实验舱17．1、17．2内环境压力在O一50MPa范围的调定，以达到深海环境压力的模拟。(2)溢流阀直接加载的油压源测试系统。由电机、被测泵及电气检控装置、加载阀组成，测试原理为：电机3驱动被测泵运转，泵出口压力和耐压舱17．1内的环境压力比较后，与压力控制信号Pin形成的差信号经闭环放大器处理，驱动阀10开121变化，实现泵1的压力调定，此时流量输入Qin

7、保持恒值，反之亦然。溢流阀25信号0实现泵的加载功能。阀25的进出油口分别与舱17．1内泵出油口和内腔连通，使两子系统内油液循环流动，使舱内液体始终充满，保证环境压力的相对稳定。(3)数据检测系统则由压力、流量传感器、示波器、数据采集卡、计算机等组成，图1中11、16、26所示。该方案的优点在于油路图相对简单，实验装置和负载加载元件也较少，溢流阀直接加载便捷，测试结果能较直接地反映油压源自身的响应特性，存在不足是，在节流加载的密闭式油路中，因节流作用产生的热量将随油液一起流回密闭油箱(模拟舱)中，难于进行有效散热，导致油温升高，无法对恒深海环境温度形成有效模拟。

8、2．2大气下液压泵一溢流