装载机液力变速器台架试验加载设备的选择

液力变速器是装载机的重要传动部什，主要由液力变矩器、多挡动力换挡变速箱、液压或电液控制系统等组成。由于其结构复杂、拆卸困难，为了能在整机装配前发现并排除故障，国内人多数变速器生产厂家选用空载试验台进行跑合试验，但空载跑合与实际工况相差甚远，不能全面反映变速器的设计和制造质量。为了使试验更接近于变速器的实际使用工况，及时发现空载试验不能检查出来的质量问题，发达国家在20世纪80年代已广泛利用加载试验台作为变速器的检验设备。与国内工程机械生产厂家常用的实际路试法相比，这种试验方法不仅试验成本低、省时省力、针对性强，而且具有很好的可控性、可观测性和重复试验精度，因而可以更加全面、准确地评价工程机械传动系统的质量和性能，为产品的改进、优化及新产品的研发提供良好的研究试验条件。
　　1、变速器台架试验方案
　　变速器台架试验的内容包括主要性能试验和可靠性试验，是工程机械传动系综合性能测试及产品研发的重要手段，对装载机产品质量与变速器研制均有重要意义。通过变速器测试台架在线检测，除了可检验变速器制造质量外，还可用于变速器维修、故障检测、动态性能凋试、改进设计参数及其它科科研应用。

　　变速器加载试验台按功率流的情况可分为两大类：一类为功率开放式，另一类为功率封闭式，功率封闭式又分为机械功率封闭式和电功率封闭式两类。功率开发式与封闭式方案的主要差别是能耗不同，功率开放式试验台如图1所示，原动机的能量通过被试验的变速器消耗于负载装置。这种方式对原动机能量的消耗较大，不宜进行人功率加载试验，但系统结构简单、配置灵活，并易于在运转过程中改变载荷，常用于非长期运转试验。

　　功率封闭型试验台如图2所示，这是为了克服开放型试验台能耗大的缺点而设计的。在封闭型方案中，加载装置输出的能量可以回馈到输入端，使能量重复利用，达到节能的目的，适合于需要长期运转的试验。根据能量封闭形式的不同，常用的有电功率封闭型和机械功率封闭型两类。
　　机械封闭式目前只能用于减速机、机械变速器等具有确定速比的场合，不适合具有液压离合器、液力变矩器等存在滑差的场合；电封闭式则能适合各种加载系统，其优点是输入功率70%可以重复利用，能量利用率高。

　　图3所示为变速器电封闭式加载试验台的传动系统示意图，这种试验装置从机械结构上来看是开式的，但从电能回馈使用的角度上来看是闭式的，因而能达到节能的目的。试验台主要传动结构包括驱动电机、联轴器、传感器、支座、支架、轴承座、升速箱及加载电机等，被试变速器由调速电机驱动，可实现无级凋速，加载电机通过升速箱实现负载模拟，变速器输入、输出端的转速和转矩分别出输入、输出端的转矩-转速传感器测量，变速器挡位压力、变矩器进口/出口压力、润滑油流量、油温、变速泵输出压力及流量等数据由相应的压力、温度、流量传感器测定。
　　2、变速器台架试验中常用加载设备的类型及其性能比较
　　对于变速器的加载试验，信号检测与运行控制已经十分成熟，其关键是负载的施加和控制。尤其对大功率设备的负载试验，因负载较大而使能耗增加，负载的施加方式不仅影响试验效果，还可能造成设备占地面积大，并导致很大的能量浪费，因此负载施加方式的确定对试验台的止常稳定运行十分重要。
　　目前，加载试验台通常采用的加载方式主要有：涡流测功机、磁粉制动器、磁滞测功机、液力测功机、机械封闭、直流发电机、交流发电机等，各种加载方式各有其特点和不足，如表1所示。

　　在液力变速器的台架试验中，试验台所用的加载方法主要有水力测功法、电涡流测功法和电封闭测功法3种。其中，水力测功法由于技术落后、操作复杂，现已基本淘汰；电涡流测功机在部分厂家的加载设备中仍有应用，但电涡流测功机存在能耗大、需水冷、无法进行反拖试验、控制精度差、相应速度慢等缺点。目前，较好的加载方式为电封闭加载，该方法技术先进、节能高效，能够完成反拖、堵转、程序加载、随机加载、路谱加载等试验。
　　电封闭加载方案包括直流电封闭和交流电封闭两种，在前几年大多采用直流电动机方案，而近几年随着交流技术的发展，使得具有良好综合性能的交流发电机变频矢量控制的电封闭加载方式得到了广泛应用。两种电封闭加载方式的性能比较见表2。

　　直流电封闭加载系统的原理是拖动单元与负载单元均采用直流可逆凋速器和直流电动饥，拖动单元从交流电网吸收交流电能送给拖动电机，拖动电机将电能转化成机械能拖动被试变速器，负载电机从被试变速器的输出轴吸收机械能并转化成直流电能，由负载单元的可逆直流凋速器将直流电能转化成交流电能回送到交流电网，从而实现直流电封闭加载。
　　交流电封闭加载系统的原理是拖动单元与负载单元均采用交流变频调速器和交流变频电动机，拖动电机处于电动运行状态，负载电机处于交流发电运行状态。整流器从交流电网那个交流电能转化成直流电能，拖动单元从