CN114810572B - 一种液压泵故障诊断方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液压泵故障诊断方法及装置，涉及液压泵故障诊断技术领域，方法包括：获取液压泵出口的空载压力、空载流量、实际压力、实际流量以及液压泵性能参数；液压泵性能参数包括液压泵的排量、最高转速、理论流量和额定压力；根据实际流量和理论流量，得到液压泵的容积效率；根据空载压力和空载流量，得到液压泵的空载功率；根据排量、最高转速和额定压力，得到液压泵的测试功率；根据实际压力和实际流量，得到液压泵的实际功率；根据容积效率、空载功率、测试功率和实际功率，进行液压泵故障诊断，得到故障诊断结果。本发明能够高效、简单且精确的进行液压泵故障诊断。

Description

一种液压泵故障诊断方法及装置

技术领域

本发明涉及液压泵故障诊断技术领域，特别是涉及一种液压泵故障诊断方法及装置。

背景技术

液压泵应用于汽车、工程机械、船舶等设备的液压***，液压泵的工作性能直接影响液压***的工作状态，提高液压泵运行的可靠性要对液压泵进行故障诊断。目前世界先进的工程机械使用计算机管理、智能故障诊断、远程监控等技术，中国的工程机械大多采用传统的电控技术，液压泵的故障诊断普遍依靠维修人员经验。

目前常用的液压泵故障诊断方法有依靠技术人员经验的液压泵故障诊断方法和采集液压泵运行参数信号故障诊断方法以及利用采集数据建立数学模型故障预测诊断方法，依靠技术人员经验的液压泵故障诊断方法对技术人员的要求较高，工作效率低；采集液压泵运行参数信号故障诊断方法基于测量液压泵的工作状态参数，使用频谱分析、时域分析、频域分析等方法提取频谱、幅值、相位等特征值进行液压泵故障诊断，特征值的提取较难，导致液压泵故障诊断方法复杂；利用采集数据建立数学模型故障预测诊断方法，由于影响液压泵工作特性的因素较多，液压泵的元件在封闭的液压***工作存在耦合作用，采集液压泵工作参数数据所建立的模型的精确度不稳定。基于此，如何高效、简单且精确的进行液压泵故障诊断，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压泵故障诊断方法及装置，能够高效、简单且精确的进行液压泵故障诊断。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种液压泵故障诊断方法，所述方法包括：

获取液压泵出口的空载压力、空载流量、实际压力、实际流量以及液压泵性能参数；所述液压泵性能参数包括液压泵的排量、最高转速、理论流量和额定压力；

根据所述实际流量和所述理论流量，得到液压泵的容积效率；

根据所述空载压力和所述空载流量，得到液压泵的空载功率；

根据所述排量、所述最高转速和所述额定压力，得到液压泵的测试功率；

根据所述实际压力和所述实际流量，得到液压泵的实际功率；

根据所述容积效率、所述空载功率、所述测试功率和所述实际功率，进行液压泵故障诊断，得到故障诊断结果。

可选地，所述空载压力为将液压泵设置为液压泵空载工况时，液压泵出口的压力；所述空载流量为将液压泵设置为液压泵空载工况时，液压泵出口的流量。

可选地，所述额定压力为将液压泵设置为正常工作条件下、按照试验标准连续运行的最高压力；所述排量为液压泵每转一转理论上应排出的液体体积；所述最高转速为液压泵在额定压力下，超过额定转速允许短时间运行的最高转速；所述理论流量为液压泵在单位时间内理论上应排出的液体体积。

可选地，所述实际压力为将液压泵设置为实际压力、实际转速和实际流量的工况时，液压泵出口的压力；所述实际流量为将液压泵设置为实际压力、实际转速和实际流量的工况时，液压泵出口的流量。

可选地，所述故障诊断结果包括液压泵的转速过高、液压泵的压力过大、液压泵的转速过低、液压泵工作时间过长、液压油需要更换、液压泵内部相对运动零部件磨损、装配出现问题、液压泵内部相对运动零部件过度磨损、有异物阻碍相对运动和液压泵无故障。

可选地，所述根据所述容积效率、所述空载功率、所述测试功率和所述实际功率，进行液压泵故障诊断，得到故障诊断结果，具体包括：

当所述实际功率大于所述测试功率时，确定液压泵的转速过高或液压泵的压力过大；

当所述实际功率小于所述空载功率时，确定液压泵的转速过低；

当所述容积效率以100％为基准，下降了5％-20％时，确定液压泵工作时间过长或液压油需要更换；

当所述容积效率以100％为基准，下降了20％-40％时，确定液压泵内部相对运动零部件磨损或装配出现问题；

当所述容积效率以100％为基准，下降了40％-60％，确定液压泵内部相对运动零部件过度磨损或有异物阻碍相对运动；

当所述实际功率小于等于所述测试功率、所述实际功率大于等于所述空载功率且所述容积效率以100％为基准，下降了0-5％时，确定液压泵无故障。

本发明还提供了如下方案：

一种液压泵故障诊断装置，所述装置应用所述的液压泵故障诊断方法，所述装置包括：

传感器信号节点模块，设置于液压泵的出口位置，用于获取液压泵出口的空载压力、空载流量、实际压力和实际流量；

数据存储处理节点模块，与所述传感器信号节点模块连接，用于获取所述空载压力、所述空载流量、所述实际压力、所述实际流量以及液压泵的排量、最高转速、理论流量和额定压力，并根据所述实际流量和所述空载流量得到液压泵的容积效率，根据所述空载压力和所述空载流量得到液压泵的空载功率，根据所述排量、所述最高转速和所述额定压力，得到液压泵的测试功率，根据所述实际压力和所述实际流量得到液压泵的实际功率，还用于根据所述容积效率、所述空载功率、所述测试功率和所述实际功率，进行液压泵故障诊断，得到故障诊断结果。

可选地，所述装置还包括：

显示节点模块，与所述数据存储处理节点模块连接，用于显示所述故障诊断结果。

可选地，所述装置还包括：

蓄电池，用于为所述传感器信号节点模块、所述数据存储处理节点模块和所述显示节点模块提供电压；

电源管理模块，分别与所述蓄电池、所述传感器信号节点模块、所述数据存储处理节点模块和所述显示节点模块连接，用于将所述蓄电池提供的电压转换为所述传感器信号节点模块、所述数据存储处理节点模块和所述显示节点模块需要的电压。

可选地，所述数据存储处理节点模块具体包括：

实际功率与测试功率对比单元，用于当所述实际功率大于所述测试功率时，确定液压泵的转速过高或液压泵的压力过大；

实际功率与空载功率对比单元，用于当所述实际功率小于所述空载功率时，确定液压泵的转速过低；

第一容积效率下降单元，用于当所述容积效率以100％为基准，下降了5％-20％时，确定液压泵工作时间过长或液压油需要更换；

第二容积效率下降单元，用于当所述容积效率以100％为基准，下降了20％-40％时，确定液压泵内部相对运动零部件磨损或装配出现问题；

第三容积效率下降单元，用于当所述容积效率以100％为基准，下降了40％-60％，确定液压泵内部相对运动零部件过度磨损或有异物阻碍相对运动；

无故障确定单元，用于当所述实际功率小于等于所述测试功率、所述实际功率大于等于所述空载功率且所述容积效率以100％为基准，下降了0-5％时，确定液压泵无故障。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开的液压泵故障诊断方法及装置，仅基于液压泵出口的压力和流量数据得到液压泵的容积效率、空载功率、测试功率和实际功率，根据液压泵的容积效率、空载功率、测试功率和实际功率，即可进行液压泵故障诊断，得到具体的故障诊断结果，方法高效、简单，由于基于的数据为液压泵出口的压力和流量数据，因此故障诊断结果精确，从而能够实现高效、简单且精确的进行液压泵故障诊断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明液压泵故障诊断方法实施例的流程图；

图2为本发明液压泵故障诊断装置实施例的结构图；

图3为本发明基于CAN总线的液压泵故障诊断装置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种液压泵故障诊断方法及装置，能够高效、简单且精确的进行液压泵故障诊断。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明液压泵故障诊断方法实施例的流程图。参见图1，该液压泵故障诊断方法包括：

步骤101：获取液压泵出口的空载压力、空载流量、实际压力、实际流量以及液压泵性能参数；液压泵性能参数包括液压泵的排量、最高转速、理论流量和额定压力。

该步骤101中，空载压力为将液压泵设置为液压泵空载工况时，液压泵出口的压力；空载流量为将液压泵设置为液压泵空载工况时，液压泵出口的流量。

额定压力为将液压泵设置为正常工作条件下、按照试验标准连续运行的最高压力；排量为液压泵每转一转理论上应排出的液体体积；最高转速为液压泵在额定压力下，超过额定转速允许短时间运行的最高转速；理论流量为液压泵在单位时间内理论上应排出的液体体积。液压泵性能参数通过查询即可得到。

实际压力为将液压泵设置为实际压力、实际转速和实际流量的工况时，液压泵出口的压力；实际流量为将液压泵设置为实际压力、实际转速和实际流量的工况时，液压泵出口的流量。

步骤102：根据实际流量和理论流量，得到液压泵的容积效率。

该步骤102具体包括：

利用公式计算液压泵的容积效率；式中，η表示液压泵的容积效率，q_实际表示实际流量，q_理论表示理论流量。

步骤103：根据空载压力和空载流量，得到液压泵的空载功率。

该步骤103具体包括：

利用公式P_空载＝p_空载×q_空载计算液压泵的空载功率；式中，P_空载表示液压泵的空载功率，p_空载表示空载压力，q_空载表示空载流量。

步骤104：根据排量、最高转速和额定压力，得到液压泵的测试功率。

该步骤104具体包括：

利用公式P_测试＝p_额定×V×n_max计算液压泵的测试功率；式中，P_测试表示液压泵的测试功率，p_额定表示额定压力，V表示排量，n_max表示最高转速。

步骤105：根据实际压力和实际流量，得到液压泵的实际功率。

该步骤105具体包括：

利用公式P_实际＝p_实际×q_实际计算液压泵的实际功率；式中，P_实际表示液压泵的实际功率，p_实际表示实际压力，q_实际表示实际流量。

步骤106：根据容积效率、空载功率、测试功率和实际功率，进行液压泵故障诊断，得到故障诊断结果。

该步骤106中，故障诊断结果包括液压泵的转速过高、液压泵的压力过大、液压泵的转速过低、液压泵工作时间过长、液压油需要更换、液压泵内部相对运动零部件磨损、装配出现问题、液压泵内部相对运动零部件过度磨损、有异物阻碍相对运动和液压泵无故障。

该步骤106具体包括：

当实际功率大于测试功率时，确定液压泵的转速过高或液压泵的压力过大。

当实际功率小于空载功率时，确定液压泵的转速过低。

当容积效率以100％为基准，下降了5％-20％时，确定液压泵工作时间过长或液压油需要更换。

当容积效率以100％为基准，下降了20％-40％时，确定液压泵内部相对运动零部件磨损或装配出现问题。

当容积效率以100％为基准，下降了40％-60％，确定液压泵内部相对运动零部件过度磨损或有异物阻碍相对运动。

当实际功率小于等于测试功率、实际功率大于等于空载功率且容积效率以100％为基准，下降了0-5％时，确定液压泵无故障。

其中，0-5％不包括5％，5％-20％不包括20％，20％-40％不包括40％。

本发明公开的液压泵故障诊断方法，仅基于液压泵出口的压力和流量数据计算液压泵的容积效率、空载功率、测试功率和实际功率，根据液压泵的容积效率、空载功率、测试功率和实际功率，即可进行液压泵故障诊断，得到具体的故障诊断结果，方法高效、简单，由于基于液压泵出口的压力和流量数据确定具体的故障诊断结果(包括液压泵的转速过高、液压泵的压力过大、液压泵的转速过低、液压泵工作时间过长、液压油需要更换、液压泵内部相对运动零部件磨损、装配出现问题、液压泵内部相对运动零部件过度磨损、有异物阻碍相对运动和液压泵无故障)，因此故障诊断结果精确，从而能够实现高效、简单且精确的进行液压泵故障诊断。

图2为本发明液压泵故障诊断装置实施例的结构图。参见图2，该液压泵故障诊断装置应用上述液压泵故障诊断方法实施例中的液压泵故障诊断方法，该液压泵故障诊断装置包括：

传感器信号节点模块201，设置于液压泵的出口位置，用于获取液压泵出口的空载压力、空载流量、实际压力和实际流量。

数据存储处理节点模块202，与传感器信号节点模块201连接，用于获取所述空载压力、所述空载流量、所述实际压力、所述实际流量以及液压泵的排量、最高转速、理论流量和额定压力，并根据实际流量和空载流量得到液压泵的容积效率，根据空载压力和空载流量得到液压泵的空载功率，根据所述排量、所述最高转速和所述额定压力，得到液压泵的测试功率，根据实际压力和实际流量得到液压泵的实际功率，还用于根据容积效率、空载功率、测试功率和实际功率，进行液压泵故障诊断，得到故障诊断结果。

其中，额定压力为将液压泵设置为正常工作条件下、按照试验标准连续运行的最高压力；排量为液压泵每转一转理论上应排出的液体体积；最高转速为液压泵在额定压力下，超过额定转速允许短时间运行的最高转速；理论流量为液压泵在单位时间内理论上应排出的液体体积。

传感器信号节点模块201获取的空载压力为将液压泵设置为液压泵空载工况时，液压泵出口的压力；传感器信号节点模块201获取的空载流量为将液压泵设置为液压泵空载工况时，液压泵出口的流量。

传感器信号节点模块201获取的实际压力为将液压泵设置为实际压力、实际转速和实际流量的工况时，液压泵出口的压力；传感器信号节点模块201获取的实际流量为将液压泵设置为实际压力、实际转速和实际流量的工况时，液压泵出口的流量。

数据存储处理节点模块202得到的故障诊断结果包括液压泵的转速过高、液压泵的转速过低、液压泵工作时间过长、液压油需要更换、液压泵内部相对运动零部件磨损、装配出现问题、液压泵内部相对运动零部件过度磨损、有异物阻碍相对运动和液压泵无故障。

数据存储处理节点模块202具体包括：

实际功率与测试功率对比单元，用于当实际功率大于测试功率时，确定液压泵的转速过高或液压泵的压力过大。

实际功率与空载功率对比单元，用于当实际功率小于空载功率时，确定液压泵的转速过低。

第一容积效率下降单元，用于当容积效率以100％为基准，下降了5％-20％时，确定液压泵工作时间过长或液压油需要更换。

第二容积效率下降单元，用于当容积效率以100％为基准，下降了20％-40％时，确定液压泵内部相对运动零部件磨损或装配出现问题。

第三容积效率下降单元，用于当容积效率以100％为基准，下降了40％-60％，确定液压泵内部相对运动零部件过度磨损或有异物阻碍相对运动。

无故障确定单元，用于当实际功率小于等于测试功率、实际功率大于等于空载功率且容积效率以100％为基准，下降了0-5％时，确定液压泵无故障。

具体的，该液压泵故障诊断装置还包括：

显示节点模块203，与数据存储处理节点模块202连接，用于显示故障诊断结果。

该液压泵故障诊断装置还包括：

蓄电池204，用于为传感器信号节点模块201、数据存储处理节点模块202和显示节点模块203提供电压。

电源管理模块205，分别与蓄电池204、传感器信号节点模块201、数据存储处理节点模块202和显示节点模块203连接，用于将蓄电池204提供的电压转换为传感器信号节点模块201、数据存储处理节点模块202和显示节点模块203需要的电压。

下面以一个具体实施例说明本发明的技术方案：

图3为本发明基于CAN总线的液压泵故障诊断装置示意图。参见图3，本发明液压泵故障诊断装置可以基于CAN总线实现装置中各结构的连接，本发明针对满足液压泵故障诊断的可靠性的要求，提供了一种基于CAN总线的液压泵故障诊断装置，包括传感器信号节点模块、数据存储处理节点模块、显示节点模块和电源管理模块。传感器信号节点模块、数据存储处理节点模块和显示节点模块通过CAN总线连接，CAN总线采用两个差分传输信号线(差分信号传输网络)组成总线网络，传感器信号节点模块的CAN总线驱动器PCA82C250的两个端口分别连接到两条差分信号传输网络上进行通信。数据存储处理节点模块的CAN总线驱动器PCA82C250的两个端口分别连接到两条差分信号传输网络上进行通信。显示节点模块的CAN总线驱动器PCA82C250的两个端口分别连接到两条差分信号传输网络上进行通信，电源管理模块输入端连接设备(装置)自带的蓄电池，电源管理模块输出端连接传感器信号节点模块、数据存储处理节点模块和显示节点模块的供电端，将设备自带蓄电池的电压变换为传感器信号节点模块、数据存储处理节点模块和显示节点模块需要的电压。

具体的，传感器信号节点模块包括单片机AT89C52、CAN控制器SJA1000、CAN驱动器PCA82C250、模数转换器ADC0809、集成运放LM358等元件，传感器信号节点模块还包括压力检测节点(压力传感器)和流量检测节点(流量传感器)，两种类型的传感器部署在液压泵的出口位置，采集液压泵出口的压力和流量物理信号，转换为模拟电压信号，然后将模拟电压信号转换成数字信号。集成运放LM358的输入端连接压力传感器和流量传感器的输出端，集成运放LM358的输出端连接模数转换器ADC0809的输入端，模数转换器ADC0809的输出端连接单片机AT89C52的输入端，单片机AT89C52的输出端连接CAN控制器SJA1000的输入端，CAN控制器SJA1000的输出端连接CAN驱动器PCA82C250的输入端，CAN驱动器PCA82C250的输出端连接CAN总线，集成运放LM358对传感器信号放大，然后传送至模数转换器ADC0809进行模拟信号转换成数字信号，数字信号传送至单片机AT89C52存储，单片机AT89C52控制CAN控制器SJA1000和CAN驱动器PCA82C250通过CAN总线与数据存储处理节点模块相互通讯。

数据存储处理节点模块包括单片机AT89C52、CAN控制器SJA1000、CAN驱动器PCA82C250、存贮器FRAM1808等元件，存贮器FRAM1808的输出端连接单片机AT89C52的输入端，单片机AT89C52的输出端连接CAN控制器SJA1000的输入端，CAN控制器SJA1000的输出端连接CAN驱动器PCA82C250的输入端，CAN驱动器PCA82C250的输出端连接CAN总线，单片机AT89C52控制CAN控制器SJA1000和CAN驱动器PCA82C250通过CAN总线与传感器信号节点模块和显示节点模块相互通讯，FRAM1808存贮器存储传感器信号节点模块传送的信号以及查询的液压泵的排量、最高转速、理论流量和额定压力等参数。数据存储处理节点模块还有按键开关，启动或关闭液压泵故障诊断装置。

显示节点模块包括单片机AT89C52、CAN控制器SJA1000、CAN驱动器PCA82C250、液晶显示模块等元件，单片机AT89C52的输出端连接CAN控制器SJA1000的输入端，CAN控制器SJA1000的输出端连接CAN驱动器PCA82C250的输入端，CAN驱动器PCA82C250的输出端连接CAN总线，液晶显示模块的输入端连接单片机AT89C52的输出端，液晶显示模块显示液压泵相应的故障信息，单片机AT89C52控制CAN控制器SJA1000和CAN驱动器PCA82C250通过CAN总线与数据存储处理节点模块相互通讯。

电源管理模块包括电源降压元件PW6206等元件，输入直流电压24V，输出直流电压5V。

数据存储处理节点模块通过CAN总线接收传感器信号节点模块采集的数字信号，并将接收的数据存储，液压泵故障诊断模型对液压泵的故障进行诊断分析，得到故障诊断结果数据(包括液压泵的转速过高或液压泵的压力过大、转速过低、工作时间过长、液压油需要更换、内部相对运动零部件磨损、装配出现问题、内部相对运动零部件过度磨损、有异物阻碍相对运动以及无故障)，并将故障诊断结果数据通过CAN总线传送到显示节点模块，显示节点模块显示数据存储处理节点模块的故障诊断结果数据。

本发明还提供了一种液压泵故障诊断方法，步骤如下：

按下数据存储处理节点模块的按键开关，启动液压泵故障诊断装置。

1、传感器信号节点模块安装在液压泵出口端，采集液压泵出口的压力、流量物理信号，转换为模拟电压信号，然后将模拟电压信号转换成数字信号。

2、该实施例中液压***配置的液压泵为电控双作用叶片泵，查询液压泵的理论流量q_理论＝28.0L/min，液压泵的排量V＝10.74cm³/r、液压泵的最高转速n_max＝2600r/m，设置液压泵在规定的3种工况下工作，得到在规定工况下的液压泵的输出压力p和流量q。

规定的第1种工况指的是将液压泵设置为液压泵空载工况，输出压力p_空载＝0.8MPa和流量q_空载＝26L/min。

规定的第2种工况指的是将液压泵设置为额定压力、最高转速下液压泵输出最大流量的工况，输出压力p_额定＝5.2MPa和最大流量q_max＝V×n_m曈x＝28L/min。

规定的第3种工况指的是将液压泵设置为实际压力、实际转速、实际流量的工况，输出压力p_实际和流量q_实际如表1所示。

表1实际工况的输出压力和流量

序号	压力p实际(MPa)	流量q实际(L/min)
			1	5.1	29.0
2	1.9	10.3
			3	4.3	23.8
4	3.7	20.4
			5	4.1	14.0

根据公式(1)计算液压泵的容积效率，公式(1)如下：

根据公式(2)计算液压泵的空载功率，公式(2)如下：

P_空载＝p_空载×q_空载 (2)

根据公式(3)计算液压泵的测试功率，公式(3)如下：

P_测试＝p_额定×V×n_max (3)

根据公式(4)计算液压泵的实际功率，公式(4)如下：

P_实际＝p_实际×q_实际 (4)

上述第3种工况下待测液压泵的输出压力和流量均测量20次，取其平均值，作为最终的压力值和流量值。

由表1中的序号1得到数据，计算液压泵的实际功率， 当液压泵的实际功率p_实际＞p_测试，表明液压泵的转速过高或液压泵的压力过大。

由表1中的序号2得到数据，计算液压泵的实际功率， 当液压泵的实际功率p_实际＜p_空载，表明液压泵的转速过低。

由表1中的序号3得到数据，计算液压泵的容积效率，液压泵的容积效率以100％为基准，容积效率η＝85％，下降了15％，当液压泵的容积效率以100％为基准，当容积效率η下降了5％-20％，表明液压泵工作时间过长或液压油需要更换。

由表1中的序号4得到数据，计算液压泵的容积效率，液压泵的容积效率以100％为基准，容积效率η＝73％，下降了27％，当液压泵的容积效率以100％为基准，当容积效率η下降了20％-40％，表明液压泵内部相对运动零部件磨损或装配出现问题。

由表1中的序号5得到数据，计算液压泵的容积效率，液压泵的容积效率以100％为基准，容积效率η＝50％，下降了50％，当液压泵的容积效率以100％为基准，当容积效率η下降了40％-60％，表明液压泵内部相对运动零部件过度磨损或有异物阻碍相对运动。

当这些情况均不满足，即当实际功率小于等于测试功率、实际功率大于等于空载功率且容积效率以100％为基准，下降了0-5％时，确定液压泵无故障，诊断结果为无故障。

将上述的故障数据存储在数据存储处理节点模块，将上述的故障判断方法建立液压泵故障诊断库，存储在数据存储处理节点模块，数据存储处理节点模块安装在操作驾驶室。

3、将步骤1测量的数据，通过CAN总线传送到数据存储处理节点模块，液压泵故障诊断库对数据进行分析、处理，得到液压***故障诊断结果数据。

4、故障诊断结果通过CAN总线从数据存储处理节点模块传送到显示节点模块显示液压***的故障数据，显示节点模块安装在操作驾驶室。

本发明的优点如下：

本发明针对液压泵的结构特点及目前常用的液压泵故障诊断方法，建立了一种液压泵故障诊断装置及方法，提供了一种基于CAN总线的液压泵故障诊断装置，通过液压泵在规定的工况下输出功率和容积效率的变化，判断液压泵是否存在故障，避免液压泵损坏，保证设备的液压***正常工作。本发明装置结构简单，基于实际测得的压力和流量数据即可进行液压泵故障诊断，得到具体的故障诊断结果，实现了高效、简单且精确的进行液压泵故障诊断。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种液压泵故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括：

获取液压泵出口的空载压力、空载流量、实际压力、实际流量以及液压泵性能参数；所述液压泵性能参数包括液压泵的排量、最高转速、理论流量和额定压力；所述额定压力为将液压泵设置为正常工作条件下、按照试验标准连续运行的最高压力；所述排量为液压泵每转一转理论上应排出的液体体积；所述最高转速为液压泵在额定压力下，超过额定转速允许短时间运行的最高转速；所述理论流量为液压泵在单位时间内理论上应排出的液体体积；

根据所述实际流量和所述理论流量，得到液压泵的容积效率，具体包括：利用公式计算液压泵的容积效率；式中，η表示液压泵的容积效率，q_实际表示实际流量，q_理论表示理论流量；

根据所述空载压力和所述空载流量，得到液压泵的空载功率；

根据所述排量、所述最高转速和所述额定压力，得到液压泵的测试功率，具体包括：利用公式P_测试＝p_额定×V×n_max计算液压泵的测试功率；式中，P_测试表示液压泵的测试功率，p_额定表示额定压力，V表示排量，n_max表示最高转速；

根据所述实际压力和所述实际流量，得到液压泵的实际功率；

根据所述容积效率、所述空载功率、所述测试功率和所述实际功率，进行液压泵故障诊断，得到故障诊断结果；所述故障诊断结果包括液压泵的转速过高、液压泵的压力过大、液压泵的转速过低、液压泵工作时间过长、液压油需要更换、液压泵内部相对运动零部件磨损、装配出现问题、液压泵内部相对运动零部件过度磨损、有异物阻碍相对运动和液压泵无故障；

所述根据所述容积效率、所述空载功率、所述测试功率和所述实际功率，进行液压泵故障诊断，得到故障诊断结果，具体包括：

当所述实际功率大于所述测试功率时，确定液压泵的转速过高或液压泵的压力过大；

当所述实际功率小于所述空载功率时，确定液压泵的转速过低；

当所述容积效率以100％为基准，下降了5％-20％时，确定液压泵工作时间过长或液压油需要更换；

当所述容积效率以100％为基准，下降了20％-40％时，确定液压泵内部相对运动零部件磨损或装配出现问题；

当所述容积效率以100％为基准，下降了40％-60％，确定液压泵内部相对运动零部件过度磨损或有异物阻碍相对运动；

当所述实际功率小于等于所述测试功率、所述实际功率大于等于所述空载功率且所述容积效率以100％为基准，下降了0-5％时，确定液压泵无故障。

2.根据权利要求1所述的液压泵故障诊断方法，其特征在于，所述空载压力为将液压泵设置为液压泵空载工况时，液压泵出口的压力；所述空载流量为将液压泵设置为液压泵空载工况时，液压泵出口的流量。

3.根据权利要求1所述的液压泵故障诊断方法，其特征在于，所述实际压力为将液压泵设置为实际压力、实际转速和实际流量的工况时，液压泵出口的压力；所述实际流量为将液压泵设置为实际压力、实际转速和实际流量的工况时，液压泵出口的流量。

4.一种液压泵故障诊断装置，其特征在于，所述装置应用权利要求1-3任一项所述的液压泵故障诊断方法，所述装置包括：

传感器信号节点模块，设置于液压泵的出口位置，用于获取液压泵出口的空载压力、空载流量、实际压力和实际流量；

数据存储处理节点模块，与所述传感器信号节点模块连接，用于获取所述空载压力、所述空载流量、所述实际压力、所述实际流量以及液压泵的排量、最高转速、理论流量和额定压力，并根据所述实际流量和所述空载流量得到液压泵的容积效率，根据所述空载压力和所述空载流量得到液压泵的空载功率，根据所述排量、所述最高转速和所述额定压力，得到液压泵的测试功率，根据所述实际压力和所述实际流量得到液压泵的实际功率，还用于根据所述容积效率、所述空载功率、所述测试功率和所述实际功率，进行液压泵故障诊断，得到故障诊断结果。

5.根据权利要求4所述的液压泵故障诊断装置，其特征在于，所述装置还包括：

显示节点模块，与所述数据存储处理节点模块连接，用于显示所述故障诊断结果。

6.根据权利要求5所述的液压泵故障诊断装置，其特征在于，所述装置还包括：

蓄电池，用于为所述传感器信号节点模块、所述数据存储处理节点模块和所述显示节点模块提供电压；

电源管理模块，分别与所述蓄电池、所述传感器信号节点模块、所述数据存储处理节点模块和所述显示节点模块连接，用于将所述蓄电池提供的电压转换为所述传感器信号节点模块、所述数据存储处理节点模块和所述显示节点模块需要的电压。

7.根据权利要求4所述的液压泵故障诊断装置，其特征在于，所述数据存储处理节点模块具体包括：

实际功率与测试功率对比单元，用于当所述实际功率大于所述测试功率时，确定液压泵的转速过高或液压泵的压力过大；

实际功率与空载功率对比单元，用于当所述实际功率小于所述空载功率时，确定液压泵的转速过低；

第一容积效率下降单元，用于当所述容积效率以100％为基准，下降了5％-20％时，确定液压泵工作时间过长或液压油需要更换；

第二容积效率下降单元，用于当所述容积效率以100％为基准，下降了20％-40％时，确定液压泵内部相对运动零部件磨损或装配出现问题；

第三容积效率下降单元，用于当所述容积效率以100％为基准，下降了40％-60％，确定液压泵内部相对运动零部件过度磨损或有异物阻碍相对运动；

无故障确定单元，用于当所述实际功率小于等于所述测试功率、所述实际功率大于等于所述空载功率且所述容积效率以100％为基准，下降了0-5％时，确定液压泵无故障。