[发明专利]用于工程行走机械油箱的气液两相流试验装置及试验方法

说明书

本发明提供一种用于工程行走机械油箱的气液两相流试验装置及试验方法，装置包括液压泵站、节流阀和模拟油箱组件，液压泵站的出油口通过节流阀和模拟油箱组件中油箱盖的回油管安装接口连接。步进电机的输出端和方活塞的输入端连接。油箱槽的顶部的安装端和油箱盖的安装端连接，油箱槽的底部的第二安装端通过挡板和滑块的第一安装端连接，滑块的第二安装端和导轨的安装端连接，滑块的第三安装端和丝杆的安装端连接，丝杠的输入端和油箱驱动电机的输出端连接。本发明通过电机带动位于油箱槽底部且与导轨和丝杠连接的滑块运动，来模拟实际工况下工程行走机械液压油箱的运动特性，并通过控制步进电机的转速精确控制气泡生成速度。

技术领域

本发明涉及气液两相流试验研究技术领域，特别涉及一种用于工程行走机械油箱的气液两相流试验装置及试验方法。

背景技术

液压系统广泛应用于工程行走机械当中。当液压系统的油液掺混气泡时会导致设备产生振动、噪声及空化气蚀等问题，影响工程行走机械的可靠性。针对液压油中的气泡运动特性进行研究，可以为油液中的气体分离提供参考。国内外针对油液中气泡运动特性的实验研究中，多数实验装置只能进行静置或流动中某一种状态下的气泡运移特性研究，且经常忽略油箱振动、油液温度及壁面效应对油液中气体运动特性的影响，难以得到模拟实际工况下工程行走机械油箱内气液两相流规律。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于工程行走机械油箱的气液两相流试验装置及试验方法，利用油箱驱动电机带动丝杠转动，从而使通过挡板连接油箱槽的滑块运动，模拟工程行走机械液压油箱振动和运动特性，通过步进电机带动方活塞使针头在模拟油箱组件内部均匀缓慢产生气泡，分别进行停车工况和不停车工况下的气液两相流试验以及壁面效应影响模拟油箱组件的气液两相流试验，最终保证气液两相流实验结果与实际工况吻合，得到模拟实际工况下工程行走机械油箱内气液两相流运移规律，为实际工况下液压油箱气体分离结构优化设计提供设计基础。

本发明提供了一种用于工程行走机械油箱的气液两相流试验装置，其包括液压泵站、节流阀和模拟油箱组件，所述液压泵站的出油口和所述节流阀的第一端连接，所述节流阀的第二端和所述模拟油箱组件中油箱盖的回油管安装接口连接。所述模拟油箱组件，其包括油箱盖、油箱槽、挡板、滑块、油箱驱动电机、丝杆、导轨、万向轮、安装平台、步进电机、方活塞、针头、放油丝堵、温度传感器和加热器，所述油箱盖的上端分别设有回油管安装接口和加热器安装接口，所述油箱槽的第一侧壁和第二侧壁分别设有吸油管安装接口和放油孔，所述油箱槽的底部的第一端、第二端和第三端分别设有温度传感器安装接口、针头安装接口和气泡发生装置安装槽，所述步进电机和所述方活塞分别位于所述气泡发生装置安装槽内，所述步进电机的输出端和所述方活塞的输入端连接，所述针头安装接口设有针头，所述步进电机保证针头在模拟油箱组件内部均匀缓慢产生气泡，所述温度传感器安装接口设有温度传感器，所述加热器安装接口设有加热器。所述吸油管安装接口通过管路和所述液压泵站的回油口连接，所述油箱槽的顶部的安装端和所述油箱盖的安装端连接，所述油箱槽的底部的第一安装端和所述万向轮连接，所述油箱槽的底部的第二安装端通过挡板和所述滑块的第一安装端连接，所述滑块的第二安装端和所述丝杆的安装端连接，所述丝杠的固定端和所述导轨的第一固定端连接，所述导轨的第二固定端和所述安装平台的安装端连接，所述丝杠的输入端和所述油箱驱动电机的输出端连接，通过驱动所述油箱驱动电机带动位于油箱槽底部且与所述导轨和所述丝杠连接的滑块进行运动，来模拟实际工况下工程行走机械液压油箱振动和运动特性。

可优选的是，还包括PIV系统，所述PIV系统包括计算机、CCD高速相机和PIV测量系统，所述计算机和所述CCD高速相机连接，所述计算机中安装有PIV测量系统。

可优选的是，所述油箱槽为透明油箱槽，所述CCD高速相机通过油箱槽透明壁面拍摄油箱槽内微小气泡的气液两相流运动。

可优选的是，所述步进电机、所述方活塞和所述针头组成气泡发生组件，通过更换针头模拟不同直径的微小气泡。