最近，我一直在使用Pico Technology的發動機液壓系統套裝和流量計進行一些工作。組合在一起使用能幫助我同時查看發動機和液壓系統，以確定是其中一個有問題還是兩個同時出現了故障。

檢測液壓泵可靠性的常見測試稱為PQ測試。在PQ測試中，給液壓泵一個系統能承受的最大壓力，以確保在某些壓力下仍能夠產生規定大小的流量。如果定期進行此測試，可以跟蹤泵的運行狀況，并且可以提前發現任何明顯磨損或性能下降的跡象。

使用Pico的300 Lpm(L/min）和600 Lpm流量計，可以進行PQ測試，使用加載閥功能“加載”泵并記錄數據，而不是將所有數據記錄在紙上。此外，一旦存儲了數學通道文件，就可以自動為您完成設置，而您只需連接到計算機就可以進行下一項測試。現在我們看看數學通道公式從何而來？

我發現對液壓系統非常有幫助的是將理論流量與實際流量進行比較，并計算出泵的容積效率。如何設置示波器以及需要捕獲哪些信號將基于我們將使用的數學通道公式。首先，我們需要理論流量，如下所示：

理論流量（LPM）=泵排量（cc / rev）*泵速（RPM）/ 1000

如果您使用加侖作為流量單位，則公式應為：

理論流量（GPM）=泵排量（cu ins / rev）*泵速（RPM）/ 231

在這我將使用第一個公式來計算理論流量，假設泵的排量為51 cc / rev。我們需要注意的是，此理論計算是基于效率為100％的泵，但是由于內部泄漏這是不可能的，不過我們還是能根據公式計算出容積效率。

我們還需要計算出液壓泵的轉速。對于大多數汽車液壓系統，液壓泵是直接與發動機相連的：發動機轉速等于泵的轉速。如果我們使用發動機曲軸位置傳感器或其他信號來采集數據，是很容易獲得泵的轉速曲線的。如果泵是通過發動機外部驅動的（可能是皮帶或齒輪），則速度可以通過光學傳感器獲得，或者可以計算曲軸和泵之間的傳動比并將其納入公式中。在我這個例子中，發動機和泵直接相連，但是我們仍然需要將曲軸位置傳感器信號輸出轉換為發動機RPM。

在測試期間，我將發動機轉速設定為1500 RPM的固定值。對于大多數汽車來說，這是一個合適的行駛速度，而且將來再次進行測試時，也可以用到它。所有這些信息都可以添加到PicoScope軟件的備注中，并且存儲在文件中。這樣的話，如果其他人需要根據您的方法進行測試，他們可以按照備注做相同的設置。

在這種情況下，我們可以選擇使用crank數學通道，但是由于RPM是固定的，因此從診斷的角度來看，我們并不是十分關注發動機轉速的波動。所以我將使用以下論壇文章中介紹的經過過濾的數學通道：數學通道的應用(九)-計算空氣流量的理論值。這將使轉速曲線更加平滑，但由于泵的裝卸，仍將顯示出較大的發動機轉速變化。數學通道公式來自論壇文章，但我對其進行了一些微調，以改善RPM波形。由于曲軸傳感器上有一個37齒信號盤，因此我們需要添加一個比例系數以確保我們的RPM準確。在這種情況下，我選擇的比例系數為1.616。因此公式如下：RPM=1.616*LowPass(freq（A），4）

圖1 RPM數學通道

要精確測量RPM，最好的方法是放大曲軸傳感器信號并使用時間標尺來測量RPM。

圖2 曲軸傳感器信號計算RPM

如圖2所示，我使用了兩種方法測量RPM并且做了比較，值得慶幸的是兩者之間的差異很小，因此可以保存RPM數學通道以供將來使用。要計算理論流量，我們需要根據RPM數學通道公式進行修改，這意味著要創建一個新的數學通道：理論流量（LPM）=泵排量（cc / rev）*泵速（RPM）/ 1000= 51 *（1.616 *LowPass（freq（A），4））/ 1000

圖3 理論流量數學通道

現在，根據泵速和泵的排量51cc / rev，我們計算出了理論流量。然后進行PQ測試，該測試需要連接到液壓系統測出流量和壓力。請確保您接受過相關的培訓并且有個人防護裝備PPE，還必須防止任何可能發生的潛在污染。因此我們要檢查所有軟管、配件、WPS600C壓力傳感器以及流量計的清潔度。

安裝系統后，請確保您知道系統的最大工作壓力。開始加載泵之后，切記始終記住壓力值。Pico流量計配有防爆隔膜，遇到壓力峰值或加載閥泄露，可以為您提供一些保護。請記住，必須先更換防爆隔膜，然后才能進行下一步的測試。

圖4 PQ測試
圖4是一個最大工作壓力為260bar的系統,通過時間標尺之間的差異，您會看到泵壓力為255.3 bar。因為我們不受泄壓閥的保護，所以我將壓力限制在最大工作壓力260bar以下。這樣既可以確保安全，又可以很好地體現泵的輸出功率。最重要的波形數據是流量，因為流量顯示了泵的工作狀況。通過使用標尺，我們可以看到在255.53bar處流量為69.79LPM，與我們的理論流量值78.35 LPM相比，相差了約9 LPM。所以我們知道泵的效率并不是100％，原因就是我前面提到的液壓泵內部泄漏。

泵的容積效率（％）=（實際流量/理論流量）*100。在上述例子中，泵的容積效率=（69.79 / 78.35）*100%=89.07％。我們可以將公式輸入到數學通道中，就可以得到容積效率波形。請記住，您可以添加任意數量的數學通道，它們并不會影響到原始數據。因此，容積效率的數學公式為：D/(51*(1.616*LowPass(freq(A),4))/1000)*100

圖5 容積效率數學通道為了更易于觀察，我在加載和卸載泵的時間標尺之間添加了一個測量，測量的是容積效率的平均值。數學通道我已經存儲在了PSDATA文件中，您可以點擊“閱讀原文”下載。
數學通道的應用可以揭示很多東西，并且我們可以使用它們進行更多的計算，希望將來數學通道能夠發揮更大的計算作用。END