本实用新型涉及液压牵引试验设备，具体涉及一种不带能量回馈的液压牵引试验系统。
背景技术：
液压牵引实验系统实现在实验室内检测液压牵引系统中电控液压泵、电控液压马达的压力、流量、泄漏量等参数。检测闭式液压牵引系统是否满足实际车型的牵引动力，检测泵和马达的容积效率、泵和马达的变量特性、牵引特性、泵和马达的总效率，调定泵和马达的参数。但是，由于被试液压牵引系统的功耗较大，因此带能量回馈的液压牵引试验系统存在电源能量消耗大的缺点，会引起电网波动污染电网。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够实现试验电能在内部形成循环、对供电电网污染低、设备成本及试验成本低、占地面积小、结构简单、体积小、加载范围广、加载精度高、负载能够无级调节、安装调试简单快捷、使用维护方便的具有负载无级调节功能的液压牵引试验系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种具有负载无级调节功能的液压牵引试验系统，包括电源单元、驱动单元、机械传动单元和液压加载单元，所述电源单元的输出端和驱动单元相连，所述机械传动单元包括齿轮箱和摩擦制动器，所述驱动单元的输出轴和被试验液压牵引系统的动力输入轴相连，所述摩擦制动器的动力输入端通过齿轮箱和被试验液压牵引系统的动力输出轴相连、动力输出端和液压加载单元相连。
优选地，所述摩擦制动器包括转子和用于对转子进行制动的摩擦制动组件，所述转子的动力输入端通过齿轮箱和被试验液压牵引系统的动力输出轴相连，所述转子的动力输出端和液压加载单元相连。
优选地，所述驱动单元包括变频器和变频电机，所述电源单元通过变频器和变频电机相连，所述变频电机的输出轴和被试验液压牵引系统的动力输入轴相连。
优选地，所述变频电机为双轴伸变频电机，所述双轴伸变频电机包括一个动力回馈输入轴和一个动力输出轴，所述双轴伸变频电机的动力输出轴和被试验液压牵引系统的动力输入轴相连，所述摩擦制动器的转子的动力输出端还与双轴伸变频电机的动力回馈输入轴相连。
优选地，所述液压加载单元包括加载液压泵和比例溢流阀，所述加载液压泵的输入轴和机械传动单元的输出轴相连，所述比例溢流阀布置在加载液压泵的液压回路上。
优选地，所述比例溢流阀的外部装设有散热模块。
优选地，所述散热模块为水冷散热系统。
优选地，所述驱动单元的输出轴和和被试验液压牵引系统的动力输入轴之间设有第一转速转矩传感器，所述齿轮箱的输入轴、被试验液压牵引系统的动力输出轴之间设有第二转速转矩传感器。
优选地，所述齿轮箱为包含两个以上输入轴的同步齿轮箱，所述齿轮箱的每一个输入轴分别通过联轴器和被试验液压牵引系统的一个动力输出轴相连。
本实用新型具有负载无级调节功能的液压牵引试验系统具有下述优点：
1、本实用新型包括电源单元、驱动单元、机械传动单元和液压加载单元，所述电源单元的输出端和驱动单元相连，所述机械传动单元包括齿轮箱和摩擦制动器，所述驱动单元的输出轴和被试验液压牵引系统的动力输入轴相连，所述摩擦制动器的动力输入端通过齿轮箱和被试验液压牵引系统的动力输出轴相连、动力输出端和液压加载单元相连，通过电源单元、驱动单元驱动被试验液压牵引系统将电能转换为机械能、机械能转换为液压能驱动被试验液压牵引系统后被转换为机械能，然后通过机械传动单元传递给液压加载单元，通过摩擦制动器和液压加载单元即可完成模拟养路机械的走行负载，具有能够实现试验电能在内部形成循环、对供电电网污染低、设备成本及试验成本低、占地面积小、结构简单、体积小、加载范围广、加载精度高、安装调试简单快捷、使用维护方便的右端。
2、本实用新型驱动单元的输出轴和被试验液压牵引系统的动力输入轴相连，所述摩擦制动器的动力输入端通过齿轮箱和被试验液压牵引系统的动力输出轴相连、动力输出端和液压加载单元相连，因此可以利用驱动单元和摩擦制动器来控制摩擦制动器模拟养路机械的走行负载，其中摩擦制动器能够模拟轻量的负载，结合液压加载单元即可模拟养路机械的各种走行负载，具有负载能够无级调节的优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例的框架结构示意图。
图例说明：
1、电源单元；2、驱动单元；20、第一转速转矩传感器；21、变频器；22、变频电机；3、机械传动单元；30、第二转速转矩传感器；31、齿轮箱；32、摩擦制动器；4、液压加载单元；41、加载液压泵；42、比例溢流阀；421、散热模块。
具体实施方式
下文将以PGM-48型钢轨打磨车液压走行驱动系统为被试验液压牵引系统的实例，对本实用新型具有负载无级调节功能的液压牵引试验系统进行进一步的详细说明。
如图1所示，本实施例具有负载无级调节功能的液压牵引试验系统包括电源单元1、驱动单元2、机械传动单元3和液压加载单元4，电源单元1的输出端和驱动单元2相连，机械传动单元3包括齿轮箱31和摩擦制动器32，驱动单元2的输出轴和被试验液压牵引系统的动力输入轴相连，摩擦制动器32的动力输入端通过齿轮箱31和被试验液压牵引系统的动力输出轴相连、动力输出端和液压加载单元4相连。一般而言，大型养路机械液压牵引系统的能量传递路径为：柴油机→液压传动系统（牵引系统）→车轴齿轮箱→轮对→钢轨→车辆动能和能量损耗。参见图1，本实施例中能量传递路径为电源单元1→驱动单元2→被试验液压牵引系统→机械传动单元3→液压加载单元4，图1中粗线箭头表示机械能传递，细线箭头则表示电能或液压能量的传递。
本实施例中，电源单元1具体为包含变压器的电源柜，用于将三相五线的工频电源经变压器变换后供给驱动单元2的变频器11和测试控制模块等使用。
本实施例中，驱动单元2的作用相当于大型养路机械中驱动液压变量泵的柴油机，用于驱动被试验液压牵引系统的变量泵，将电能转换为液压能。如图1所示，驱动单元2包括变频器21和变频电机22，电源单元1通过变频器21和变频电机22相连，变频电机22的输出轴和被试验液压牵引系统的动力输入轴相连。参见图1，本实施例通过变频电机22模拟柴油机来驱动变量泵、变量马达组成的被试验液压牵引系统，当被试验液压牵引系统的变量泵的额定转速或者实验对象（牵引系统）改变时，可以通过改变变频电机22的输出转速来适应。
本实施例中，摩擦制动器32包括转子和用于对转子进行制动的摩擦制动组件，转子的动力输入端通过齿轮箱31和被试验液压牵引系统的动力输出轴相连，转子的动力输出端和液压加载单元4相连。摩擦制动组件为一组刹车片，可以人为施加刹车片和转子之间的摩擦力，从而改变转子的负载，达到模拟轻量负载的效果。
本实施例中，变频电机22为双轴伸变频电机，双轴伸变频电机包括一个动力回馈输入轴和一个动力输出轴，双轴伸变频电机的动力输出轴和被试验液压牵引系统的动力输入轴相连，摩擦制动器32的转子的动力输出端还与双轴伸变频电机的动力回馈输入轴相连。通过上述结构，实现了从摩擦制动器32和双轴伸变频电机之间的机械能能量回馈，从而能够减少液压牵引试验系统的电源能量消耗大，缓解电网波动污染电网。
本实施例中，被试验液压牵引系统为试验对象，本实施例中具体包括变量泵和变量马达，且变量泵的输出端设有两路并联的变量马达，可将变量泵液压能转换为的变量马达的旋转机械能，其液压回路参照大型养路机械液压牵引系统设计，在适当的位置加入测试流量的流量计和测试压力的压力传感器。
为了模拟由车轴齿轮箱→轮对→钢轨→车辆动能和能量损耗组成的能量消耗，在本实施例具有负载无级调节功能的液压牵引试验系统中，需要液压加载单元4来实现。如图1所示，液压加载单元4包括加载液压泵41和比例溢流阀42，加载液压泵41的输入轴和机械传动单元3的输出轴相连，比例溢流阀42布置在加载液压泵41的液压回路上。加载液压泵41与被试验液压牵引系统的变量马达通过齿轮箱31的输入轴联接，用于模拟车轴负载。加载液压泵41采用液压加载回路的液压能消耗方式，即通过被试验液压牵引系统的变量马达驱动液压加载单元4的液压加载回路的加载液压泵41运转，在加载液压泵41的出口安装比例溢流阀52，通过调节比例溢流阀52的压力来调节液压加载回路对被试验液压牵引系统的变量马达的阻力矩，从而模拟养路机械的走行负载。这种方式先将被试验液压牵引系统的变量马达的能量转化为液体的压力能，再通过溢流后发热消耗掉。在低转速下，采用摩擦制动器32器加载。因此，本实施例能够在实验室内检测试验液压牵引系统中电控液压泵、电控液压马达的压力、流量、泄漏量等参数，检测闭式液压牵引系统是否满足实际车型的牵引动力，检测泵和马达的容积效率、泵和马达的变量特性、牵引特性、泵和马达的总效率，调定泵和马达的参数。本实施例具有负载无级调节功能的液压牵引试验系统具有结构简单、体积小、加载范围广、加载精度高、负载能够无级调节、安装调试简单快捷、使用维护方便等优点。本实施例中，机械传动单元3用于将被试验液压牵引系统的两个变量马达的输出轴联接起来，把动力传给液压加载单元4。在低速情况下，使用摩擦制动器32对变量马达加载，变量马达的输出能量直接转化为热能消耗。齿轮箱31相当于车轴和车轴齿轮箱的作用，强迫两个变量马达同步旋转。当液压传动部分的变量液压泵斜盘反向时，变量马达的旋转方向将反向，这时通过操作齿轮箱31换向，使液压加载单元4的加载液压泵41旋向不变，保证加载液压泵41正常吸、排油。液压加载单元4将被试验液压牵引系统的变量马达的旋转机械能再转换成液压能，液压能再通过比例溢流阀42溢流转换成热能消耗，加载液压泵41出口的液压油压力由比例溢流阀42设定，压力越高模拟的走行阻力越大。
如图1所示，比例溢流阀42的外部装设有散热模块421，通过散热模块421能够对比例溢流阀42进行散热，防止比例溢流阀42在溢流过程中产生高温。本实施例中，散热模块421为水冷散热系统，水冷散热系统中油水热交换器将从比例溢流阀流出的液压油的热量传给冷却水，冷却水在冷却塔中冷却。
如图1所示，驱动单元2的输出轴和和被试验液压牵引系统的动力输入轴之间设有第一转速转矩传感器20，齿轮箱31的输入轴、被试验液压牵引系统的动力输出轴之间设有第二转速转矩传感器30。
如图1所示，齿轮箱31为包含两个以上输入轴的同步齿轮箱，齿轮箱31的每一个输入轴分别通过联轴器和被试验液压牵引系统的一个动力输出轴相连，通过上述结构能够确保被试验液压牵引系统的各个动力输出轴同步驱动齿轮箱31。
参见图1，本实施例具有负载无级调节功能的液压牵引试验系统还包括测试控制模块，测试控制模块分别与控制驱动单元2、液压加载单元4相连，测试控制模块用于控制驱动单元2和液压加载单元4。测试控制模块负责试验数据采集与分析处理、控制驱动单元2中变频电机22的转速、控制被试验液压牵引系统中液压传动部分变量泵的排量与压力、控制变量马达的排量与压力、控制液压加载单元4的比例溢流阀42的压力以及协调各部分的工作。测试控制模块用于满足液压牵引实验系统各项性能试验的试验工艺要求，能够实现对控制驱动单元2、液压加载单元4以及被试验液压牵引系统的控制，对设备运行工况进行监视，具备自动保护功能，能对各种设备故障进行实时显示和记录，并可对历史故障按故障发生时期或故障内容进行查询，为设备检修和维护提供了依据和便利。
综上所述，本实施例具有负载无级调节功能的液压牵引试验系统采用双输出轴的变频电机22模拟柴油机来驱动被试验液压牵引系统的变量泵、变量马达，液压加载单元4采用液压加载回路的液压能消耗方式，在加载液压泵41的出口安装比例溢流阀42，通过调节比例溢流阀42的压力来调节液压加载回路对被试验液压牵引系统的变量马达的阻力矩，从而模拟养路机械的走行负载。通过将被试验液压牵引系统的变量马达的能量转化为液体的压力能，再通过溢流后发热消耗掉。在低转速下，采用摩擦制动器32加载。这种方式具有结构简单、体积小、加载范围广、加载精度高、负载能够无级调节、安装调试简单快捷、使用维护方便等优点，能自动完成液压系统的考核试验，设备成本及试验成本低。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。