蓄能器疲劳试验装置及试验方法与流程

本发明涉及蓄能器疲劳试验技术领域，更具体说是可根据蓄能器壳体疲劳试验压力峰值在0-70MPa范围内匹配加载、卸压方式以实现高效试验的疲劳试验成套装置及试验方法。

背景技术：

蓄能器作为一种能量储蓄装置，被广泛应用于液压气动系统，而蓄能器在工作中，其壳体要面临频繁的加压与卸压，容易产生蓄能器压力疲劳失效问题。因此，研究蓄能器壳体的压力疲劳强度对蓄能器的安全使用具有重大的意义。

国内近年来相继出现多种疲劳试验系统，但是，目前的试验装置往往针对某一特定压力值范围及特定产品容积进行设计，而蓄能器的公称容积等级从0.4L到250L划分为21个等级，设计压力等级从6.3MPa到63MPa划分为9个等级，产品技术参数跨度很大。目前尚没有能够满足所有公称容积与设计压力等级的蓄能器试验需求的疲劳试验装置，而如果采用多套试验装置来适应相近公称容积及设计压力等级的蓄能器疲劳试验，又会造成极大的浪费。另外，现有的测试系统均是通过试验产品与油箱的压力差卸压，但随着压力差的降低，卸压速度也会下降，卸压时间长，也极大的影响了整个疲劳试验的效率。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述的现有技术不足，提供一种蓄能器疲劳试验装置，本装置用于模拟不同公称容积、设计压力等级蓄能器壳体疲劳试验工况，能够满足所有公称容积等级与设计压力等级蓄能器的试验要求，并可根据不同的试验要求设置相应的试验参数，具有系统高效、简单、稳定等优点。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种蓄能器疲劳试验装置，包括加载系统和卸压系统；

所述加载系统包括至少两个分支供油管路和一个主供油管路，各分支供油管路的一端与油箱连通，另一端相互并联并与主供油管路的一端连通，主供油管路的另一端与蓄能器连通；两条分支供油管路(Ⅰ、Ⅱ)分别设有大流量高压油泵和小流量超高压油泵；

所述卸压系统包括卸压管路，所述卸压管路的一端与待测蓄能器连通，另一端与油箱连通；

所述主供油管路和卸压管路与待测蓄能器之间设有控制主供油管路和卸压管路与待测蓄能器之间通断的阀体。

所述卸压系统还包括抽油管路，所述抽油管路的一端与待测蓄能器连通，另一端与油箱连通，所述抽油管路上设有卸压油泵，所述抽油管路与待测蓄能器之间设有控制抽油管路与待测蓄能器之间通断的第一截止阀。

所述分支供油管路设有两条即高压供油管路和超高压供油管路；

所述高压供油管路上串联有第一单向阀，以液压油流动方向为参照，所述第一单向阀位于高压油泵的下游；

所述超高压供油管路上串联有第二单向阀，以液压油流动方向为参照，所述第二单向阀位于超高压油泵的下游。

所述高压供油管路上还设有一旁通至油箱的溢流管路，该溢流管路上设有相互并联的第一溢流阀和第二截止阀。

所述主供油管路和卸压管路与待测蓄能器之间的阀体为三位四通换向阀，该阀体的进油口与主供油管路连通，回油口与卸压管路连通，两个工作口分别与待测蓄能器和油箱连通。

所述卸压管路上串联有第二溢流阀；所述主供油管路上设有一旁通至油箱的第三溢流阀。

所述抽油管路上串联设置有一冷却器，以液压油流动方向为参照，所述冷却器位于抽油油泵的下游，所述抽油油泵的上游设有一旁通至油箱的冷却循环管路，所述冷却循环管路上设有第三截止阀，所述冷却循环管路连接在第一截止阀与抽油油泵之间的管路上。

装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括设置在主供油管路上的压力继电器、电接点压力表、超高压压力传感器，所述的压力继电器、电接点压力表、超高压压力传感器均通过信号线与电控台相连，所述的电控台与计算机双向通讯连接。

一种蓄能器疲劳试验方法，通过两台额定压力不同的油泵直接给蓄能器壳体加载以进行内压疲劳试验，在蓄能器试验压力峰值低于高压油泵额定工作压力时，只开启流量较高的高压油泵；在蓄能器试验压力峰值高于高压油泵额定工作压力、低于超高压油泵额定工作压力时，高压油泵和超高压油泵先同时开启保持高供油流量，待主供油管路压力超过高压油泵额定工作压力，高压油泵停止供油，由超高压油泵单独供油至蓄能器试验压力峰值。

主供油管路压力在常规卸压到一定值时，开启快速卸压部分或是常规卸压部分与快速卸压部分同时卸压。

本发明的技术效果在于：

1、本发明通过高压油泵电机组和超高压油泵电机组给蓄能器壳体组合加压的设置，实现所有公称容积等级与设计压力等级蓄能器的高效压力疲劳试验。

2、本发明通过设置抽油管路，提高卸压速度，有效缩短整个试验周期，提高压力疲劳试验效率。

附图说明

图1为本发明原理示意图。

图中标号表示：1低压过滤器、2超高压油泵、3超高压过滤器、4第二单向阀、5低压过滤器、6高压油泵、7高压过滤器、8第一单向阀、9第一溢流阀、10第二截止阀、11第三溢流阀、12压力继电器、13超高压压力表、14三位四通换向阀、15第二溢流阀、16电接点压力表、17超高压压力传感器、18超高压过滤器、19第一截止阀、20抽油油泵、21冷却器、22第三截止阀、23低压过滤器、24电控台、25计算机、26液压油箱、27空气滤清器、28蓄能器、29冷却循环管路、30溢流管路；

I高压供油管路、II超高压供油管路、III主供油管路、IV卸压管路、V抽油管路。

具体实施方式

以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步描述：

在本发明中，高压是指试验压力≤45MPa，超高压力指45～70MPa的蓄能器疲劳试验压力范围。

如图1所示，蓄能器疲劳试验装置，由液压加载系统、卸压系统和自动控制系统构成；其中，液压加载系统以高压油泵6和超高压油泵2为动力源，由油箱26、高压供油管路I、依次串联设置在高压供油管路I中的低压过滤器5、高压过滤器7、第一单向阀8，在高压供油管路I上设置有保护系统压力的第一溢流阀9和第二截止阀10，超高压供油管路II、依次串联设置在超高压供油管路II中的低压过滤器1、超高压过滤器3、第二单向阀4，主供油管路III、依次串联在主供油管路III上的超高压压力表13、三位四通换向阀14构成；卸压系统由卸压管路IV、依次设置在卸压管路IV上的第二溢流阀15、第三溢流阀11构成的常规卸压部分；以抽油油泵20为抽油动力源，由抽油管路V、依次设置在抽油管路V上的超高压过滤器18、第一截止阀19、低压过滤器23、第三截止阀22、冷却器21构成快速卸压部分；自动控制系统包括设置在主供油管路III上的压力继电器12、电接点压力表16、超高压压力传感器17，压力继电器12、电接点压力表16、超高压压力传感器17均通过信号线与电控台24相连，电控台24与计算机25双向通讯连接；油箱26的顶部设有使油箱26内气压与大气压保持一致的空气滤清器27。

蓄能器疲劳试验装置的超高压段压力循环幅度为0～70MPa，液压系统介质为N46机械油，选定的高压油泵6额定压力为45MPa，最大流量为34.5L/min；超高压油泵2额定压力为70MPa，最大流量为12.7L/min。

当被测蓄能器28的疲劳试验压力峰值≤45MPa时，可单独启动高压油泵6进行试验。第一溢流阀9调定压力设为45MPa，疲劳试验低压值由第二溢流阀15调定，高压值即疲劳试验压力峰值由第三溢流阀11调定，并分别对应电接点压力表16的下、上限接点压力设定。高压油泵6启动开始工作，1Y通电使三位四通换向阀14处于左位，油液经高压供油管路I及主供油管路III开始充满蓄能器28并加压，当压力到达试验峰值时，计算机25输出信号将三位四通换向阀14切换至中位实现保压保压时间可由计算机25程序设定，保压完成后2Y通电使三位四通换向阀14切至右位，此时高压油泵6经三位四通换向阀14、卸压管路IV直接卸荷，蓄能器28内液压油经过第二溢流阀15、卸压管路IV流回油箱26；当蓄能器28内压力降为设定的试验下限压力，保压一段时间后1Y通电，三位四通换向阀14重新处于左位，高压油泵6重复加压过程。另外，若被测蓄能器28容积较大或需要提高测试频率，可将小流量的超高压油泵2同时启动，系统总流量可达Qmax＝47.2L/min。

当45MPa≤疲劳试验压力峰值≤70MPa时，将高压油泵6及超高压油泵2同时启动进行试验。第一溢流阀9调定压力仍为45MPa，疲劳试验低压值由第二溢流阀15调定，高压值即疲劳试验压力峰值由第三溢流阀11调定，并分别对应电接点压力表16的下、上限接点压力设定。高压油泵6及超高压油泵2启动后同时向主供油管路III供油，1Y通电使三位四通换向阀14处于左位，当被测蓄能器28加压至45MPa后，压力继电器12控制3Y通电，高压油泵6经第二截止阀10卸荷，主供油管路III由超高压泵2单独供油，直至蓄能器28压力升至试验峰值压力，三位四通换向阀14切换至中位实现保压；保压完成后2Y通电三位四通换向阀14切至右位，此时超高压泵2经三位四通换向阀14、卸压管路IV直接卸荷，3Y失电使高压油泵6也通过卸压管路IV卸荷，蓄能器28内高压液压油打开第二溢流阀15经卸压管路IV流回油箱；当蓄能器28内压力降为设定的试验下限压力后保压一段时间后，1Y通电使三位四通换向阀14重新处于左位，油泵重复加压过程。

若在压力疲劳试验过程中卸压速度较慢，影响试验效率，在通过卸压管路IV卸载的同时，计算机25控制4Y通电将第一截止阀19切换至左位，5Y通电将第三截止阀22切换至右位，蓄能器28中高压油经过抽油管路V，以抽油油泵20为动力抽出，再通过冷却器21冷却后流回油箱26，并在蓄能器28内压力降到设定的试验下限压力时，5Y失电将第三截止阀22切换到右位，4Y失电将第一截止阀19切换至左位，抽油油泵20将油箱26中的液压油抽到抽油管路V经过冷却器21冷却后流回油箱26，此时，油箱26中的液压油通过抽油油泵20及冷却器21的循环实现降温功能。

本系统可实现三种加载升压状态：

1、高压油泵单独加载升压至蓄能器28疲劳试验压力峰值；

2、高压油泵单独加载升压至高压油泵额定压力，高压油泵停止加载，再由超高压油泵单独加载升压至蓄能器28疲劳试验压力峰值；

3、高压油泵与超高压油泵同时加载升压至高压油泵额定压力，高压油泵停止加载，再由超高压油泵单独加载升压至蓄能器28疲劳试验压力峰值。

本系统可实现两种卸压状态：

1、通过第二溢流阀15、卸压管路IV单独卸压；

2、通过第二溢流阀15、卸压管路IV与抽油油泵、抽油管路V共同卸压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。