液压与气压传动实验(2)

实验二 溢流阀性能

一、实验目的

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。

二、实验内容

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?Pt?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

???PPt?Pk??100% PtPt2、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?t1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。即

?Pc?Pmax?Pt

而压力超调量?Pc与调定压力Pt之比为压力超调率?，即

???PcPmax?Pt??100% PtPt3、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;

电源供给器 压力传感器 电桥盒 动态应变仪 通用示波器 图2-2 溢流阀动态特性实验仪器连接框图

分流及附加电阻 光线示波器 交流稳压电源 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； SCl6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；

四、实验步骤

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“I”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“I”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“I”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? (MPa) 调压偏差率?? ％ 表2-1 阀口 动向 序 号 1 开 启 过 程 2 3 4 5 6 压力 P（MPa） 溢 流 量 v(mL) t(s) 油温 60V(L/min) Q=1000t ?(?C) 1 关 闭 过 程

2 3 4 5 6 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 压力超调率 压力回升方 压力超调量调定压力 最大峰值压力 时间 ?Pc ??Pt(MPa) Pmax(MPa) ?Pc?Pmax?Pt Pt?t1(s) 法 1 5 2 卸荷时间 ?t2(s)

3、溢流阀的其它性能指标 表2—3 压力损失 （MPa） 卸荷压力 （MPa） 关闭泄漏量 (mL/min) 调定压力 （MPa） 5 压力振摆 （MPa） ± 压力偏移 （MPa） ± 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？ 表2—4 溢流阀的技术指标要求： 压力损失 卸荷压力 （MPa） （MPa） 0.4

0.2 关闭泄漏量 (mL/min) 40 调定压力 （MPa） 5 压力振摆 压力偏移 调压偏（MPa） （MPa） 差率% ±0.2 ±0.2 15-20