及實驗報告
班級姓名
北京航空航天大學機械學院
2023年11月
實驗一：液阻特性實驗
1. 驗證油液經細長孔、薄壁孔時的液阻特性指數是否符合理論值；
2. 通過實驗獲得感性認識，建立對於理論分析所獲結論的信心，進而了解到油液流經任何形式的液阻都有符合理論值的液阻特性指數。深入地理解液阻特性，合理設計液壓傳動系統，對於提高系統效率、避免溫公升有著重要意義。
實驗內容是：測定細長孔、薄壁孔的液阻特性，繪製壓力流量—曲線。
說明如下：
油液流經被測液阻時產生的壓力損失和流量之間有著如下關係：
式中：— 液阻特性指數；
液阻兩端壓差
r — 液阻，與通流面積、形狀及油液性質和流態有關
細長孔：l = 285 mm，d = 2 mm
薄壁孔：l = 0.3 mm，d = 2.6 mm，l≤ d/2
分別令被測液阻通過流量為2 l/min，3 l/min，或其它數值，測得相應的壓差，理論計算和簡單的推導過程如下：
等式兩邊同時取對數：
， 則有：
1. 所需的實驗系統如圖1.1所示：
圖1 .1 液阻特性實驗系統原理圖
這個系統需要在具體的實驗平台上實現。
2. 實驗平台簡介
實驗平台是一套多功能液壓實驗系統，圖1.2所示為薄壁孔液阻特性實驗所用的液壓實驗平台**，圖中橙色細管部分為被測薄壁孔液阻裝置，兩端的壓力表用於測量液阻兩端壓差。圖1.
3為該平台液壓系統原理圖**，要實現薄壁孔液阻特性實驗，需要調節實驗平台面板上的一系列開關，本實驗用液壓幫浦1，開啟針閥開關8（逆時針旋轉至極限位置），關閉針閥開關9、10（順時針旋轉至極限位置）即可，用調速閥5進行調速，順時針旋轉調速閥手柄，流量增加，溢流閥3用於調定系統壓力，順時針旋轉溢流閥手柄，壓力增加。
圖1.4為細長管液阻實驗所用的液壓實驗平台。橙色細管部分為被測細長管液阻裝置，同樣安裝了兩塊壓力表，用來測液阻兩端壓差。
圖1.5所示為該平台液壓系統原理圖，要實現本實驗系統，同樣需要調整一些開關。本實驗用液壓幫浦1，開啟開關9，關閉開關10即可。
用調速閥7調節流量，用法如上述，溢流閥5用於調定系統壓力，用法如上述。
圖1.2 薄壁孔液阻實驗所用實驗平台
圖1.3 薄壁孔液阻實驗所用實驗平台液壓原理圖
圖1.4 細長孔液阻實驗所用實驗平台區域性**
圖1.5 細長孔液阻實驗所用實驗平台液壓原理圖
1. 啟動油幫浦，用溢流閥調節實驗壓力，使p1讀數為3~4mpa；
2. 用調速閥調節被測液阻的流量，其值在1l/min~4l/min範圍內，油液溫度在20℃~26℃之間。流量的調節需要調速閥與溢流閥配合進行，為操作簡便計，往往溢流閥的設定值較高，在調速閥調節流量過程中，不再調節溢流閥，而使幫浦出口壓力保持基本恆定。
壓力值通過壓力表讀取，至於流量，需要在浮子流量計上讀取金屬浮子上邊沿對應的透明殼體上的刻度，代入「流量計標定曲線」後獲得單位為l/min的流量值。流量計**如圖6所示，圖7所示為其中一台流量計的標定曲線和數表。
3. 調節流量值，測得相應的壓差，可以用描點法畫壓力流量曲線，取其中兩套數值，代入公式，即可計算出被測液阻的液阻係數。
細長孔實驗：，實驗數值應接近此值；
薄壁孔實驗：，實驗數值應接近此值；
以上實驗資料的幾何意義是：
細長孔逐點測得的—曲線接近直線，薄壁孔逐點測得的—曲線接近拋物線。由於流量計標定是在油液溫度24℃條件下進行的，為保證實驗數值的準確，實驗時應盡量保證油液溫度接近24℃。
1. 根據實驗記錄的、，驗算出被測液阻的液阻特性指數；
2. 獲得一批、實驗數值，用描點法繪製—曲線，由曲線形狀判斷被測液阻的性質。
3. 分析實驗值和理論值誤差產生的原因。
4. 對比轉子流量計與齒輪馬達流量計的實驗資料，比較同一流量條件下，進、出口壓力實驗值，分析誤差產生的原因。
表1-1 試驗資料表
六、實驗報告（如篇幅不夠，可另加頁）
貼圖頁實驗二：液壓幫浦實驗
一、實驗目的
了解液壓幫浦的主要效能，掌握液壓幫浦的實驗原理及測試方法。
二、實驗內容
測試定量葉片幫浦和限壓式變數幫浦的壓力——流量特性，並繪出其特性曲線，計算出該幫浦在額定壓力下的容積效率（一點）。
三、實驗原理圖
圖2.1 定量幫浦實驗原理圖
圖2.2 變數幫浦實驗原理圖
四、實驗步驟
1、定量幫浦實驗（中間實驗台）：
（1）實驗準備：開始實驗前順時針關閉開關9、11，逆時針開啟開關10。鬆開溢流閥6和節流閥8，啟動幫浦2（定量幫浦）。空運轉約一分鐘；
（2）系統安全壓力設定：調節溢流閥6，配合調節節流閥8，使壓力表p4的讀數為7mpa，該壓力即為系統安全壓力。
（3）全部鬆開節流閥8，卸下壓力，此時壓力表p4的讀數降至最低點，記下這點的壓力表p4的讀數p值和流量計讀數q值；
（4）逆時針調節節流閥8，逐步給定量幫浦載入，每次加1mpa，直到6.3mpa（幫浦的額定壓力）為止，記錄每次的p值和q值，並填入下面的**中。鬆開節流閥8和溢流閥6，關閉幫浦2。
（5）根據記錄的p、q值，用座標紙繪出p-q特性曲線；
（6）計算額定壓力下的容積效率和幫浦的最大輸出功率（額定壓力下的壓力和流量的乘積）。
安全注意事項：啟動幫浦之前，一定要將溢流閥6處於開啟狀態。
2、變數幫浦實驗（左側實驗台）
（1）實驗準備：開始實驗前順時針關閉開關8、10，逆時針開啟開關9。鬆開溢流閥3和節流閥4，啟動幫浦1（變數幫浦）。空運轉約一分鐘；
（2）系統安全壓力設定：調節溢流閥3，配合調節節流閥4，當壓力表p2的讀數達到6.3mpa且流量突然下降後，繼續調節溢流閥3半圈，該壓力即為系統安全壓力。
（3）全部鬆開節流閥4，卸下壓力，此時壓力表p2的讀數降至最低點，記下這點的壓力表p2的讀數p值和流量計讀數q值；
（4）逆時針調節節流閥4，逐步給變數幫浦載入，每次加1mpa，到5mpa，然後每次載入0.2pmpa，直到6.3mpa（幫浦的額定壓力）為止，記錄每次的p值和q值，並填入下面的**中。
鬆開節流閥4和溢流閥3，關閉幫浦1。
（5）根據記錄的p、q值，用座標紙繪出p-q特性曲線；
（6）計算全流量工作壓力下的容積效率和幫浦的最大輸出功率（全流量壓力下的壓力和流量的乘積）。
安全注意事項：啟動幫浦之前，一定要將溢流閥3處於開啟狀態。
表2-1定量幫浦實驗記錄表
表2-2變數幫浦實驗記錄表
五、實驗要求
1、根據測出的p、q值畫出壓力流量曲線；
2、根據壓力流量曲線畫出容積效率曲線；
3、根據壓力流量曲線畫出幫浦的輸出功率曲線。
六、實驗分析
1、液壓幫浦容積效率大小反映幫浦的什麼效能？
2、影響液壓幫浦容積效率的因素有哪些？
3、為什麼變數幫浦載入到一定壓力，流量會急劇變化，試用變數幫浦的工作原理說明之。
七、實驗報告（如預留篇幅不夠，可另加頁）
貼圖頁實驗三：節流調速實驗
一、 實驗目的
1、 測量調速閥、節流閥的速度—負載特性。
2、 加深對進口節流、出口節流調速迴路的認識。
二、 實驗內容
包括調速閥調速特性和節流閥調速特性。
1、 測定液壓缸進口節流調速閥和出口節流節流閥各自的速度—負載特性。
2、 了解靜態液壓載入方法（差動載入）和光電開關測速方法。
三、 實驗原理圖
圖3.1 節流調速實驗台原理圖
四、 實驗方法與步驟
由於三個實驗平台液壓迴路略有不同，實驗步驟分別敘述如下：
中間實驗平台：
（一） 實驗前準備
注：開關元件，逆時針旋轉手柄到極限位置為開啟，順時針旋轉手柄到極限位置為關閉；節流閥元件，逆時針旋轉旋鈕到極限位置為關閉，順時針旋轉手柄到極限位置為開啟
1、 開啟開關9，關閉開關10、11和節流閥8。
2、 鬆開溢流閥5、6，調速閥14、節流閥15調至開口最大狀態（順時針旋轉手柄到極限位置），啟動液壓幫浦1、幫浦2。
3、 調節溢流閥6，使壓力表p4的讀數為2mpa。將溢流閥5完全開啟，使得壓力表p1的讀數為最低。
4、 撥動電磁換向閥16開關，使工作缸往復運動數次以排出工作缸內空氣。
（二）進口調速閥節流調速實驗
1、保持節流閥15開口為最大狀態，適當調節調速閥14的開口，撥動換向閥16的開關，使工作缸運動，當光電計數器顯示值大約為120時，該狀態即為調速閥的固定開口狀態。
2、撥動換向閥16的開關，使工作缸工作，在運動過程中讀出壓力表p4、p6的數值，運動停止後記下光電讀數器的讀數，該讀數除以50即為負載為零時工作缸運動100mm所用時間，據此得到運動速度。
3、撥動換向閥16開關，使工作缸回程。調節溢流閥5，使壓力表p1的讀數為適當值（如0.5mpa），記錄該載荷下工作缸運動過程中的壓力表p6、p7值，運動停止後記錄時間。
4、重複步驟3的操作，逐漸增加負載壓力，直到工作缸不能動為止。
5、鬆開溢流閥5，使壓力表p1讀數降為最小值。
6、整理紀錄值，繪出進口調速閥的速度—負載特性曲線。
（三）出口節流閥節流調速實驗
1、將調速閥14完全鬆開（順時針旋轉旋鈕到極限位置），調節調速閥15的開口，使光電計數器的讀數大約為120。
2、重複進口節流調速實驗的2、3、4、5步驟，實驗中記錄壓力表p8、p1壓力值和光電計數器的讀數。
3、整理紀錄值，繪出出口節流閥的速度—負載特性曲線。
*實驗技巧提示：
1）在完成實驗準備後，進行節流調速實驗之前，即先找實驗曲線特徵點——使工作缸不能移動的最低壓力，也即最大負載壓力，約為3mpa左右。
2)對於進口調速閥調速實驗，還應找到第二個特徵點——即特性曲線拐點。在拐點附近及之後測試點要密集些。
3）對於出口節流閥調速實驗，只需在最低負載壓力—最高負載壓力之間平均分配測試點即可。
左側實驗平台
（一）實驗前準備
1、關閉開關7、9、10和節流閥4。
2、鬆開溢流閥3、6，調速閥14、節流閥15（順時針旋轉旋鈕到極限位置）。啟動液壓幫浦1、幫浦2。
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