液压流体功率 容积式泵和马达导出排量的测定 第2部分零压力截距法标准立项发展报告

*液压流体功率容积式泵和马达导出排量的测定第2部分:零压力截距法标准立项发展报告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:Hydraulicfluidpower—Determinationofderiveddisplacementofpositivedisplacementpumpsandmotors—Part2:Zero-pressureinterceptmethod摘要随着全球制造业向智能化、绿色化转型，液压传动系统作为工业机械的核心动力源，其能效评估与性能标定成为行业关注的焦点。容积式泵和马达作为液压系统的关键元件，其排量参数的精确测定直接关系到系统设计、能耗计算与故障诊断的可靠性。在此背景下，国际标准化组织（ISO）发布了ISO8426-2:2025《液压流体功率容积式泵和马达导出排量的测定第2部分:零压力截距法》。本报告围绕该标准的技术背景、核心内容、适用范围及国际影响展开深入分析。报告首先阐述了现有排量测定方法（如ISO8426-1图形法）存在的局限性，进而引出ISO8426-2所提出的“零压力截距法”的创新性与必要性。报告详细解读了该方法的测定原理，即通过采集多个压力点下的流量数据，利用线性回归或曲线拟合技术，外推至零压力工况，从而消除液压液压缩性、泄漏及系统弹性变形对排量计算的影响，获得更接近理论值的“导出排量”。报告重点分析了该标准在泵和马达低速、高压及变负载工况下的应用优势，并探讨了其在产品出厂检验、型式试验以及能效等级评定中的实用价值。最后，报告指出ISO8426-2:2025的发布标志着国际液压测试技术从传统的稳态测量向高精度、低误差的动态外推方法迈出了关键一步，对于推动液压元件标准化、提升全球液压产品可比性具有里程碑意义。关键词ISO8426-2；液压流体功率；容积式泵；液压马达；导出排量；零压力截距法；性能测试；国际标准Keywords:ISO8426-2;Hydraulicfluidpower;Positivedisplacementpumps;Hydraulicmotors;Deriveddisplacement;Zero-pressureinterceptmethod;Performancetesting;Internationalstandard正文1.引言与标准背景在液压传动系统中，容积式泵和马达是最主要的能量转换元件。其排量（即每转或每行程所排出的流体体积）是表征元件规格、匹配系统流量、计算输出扭矩与功率的基础参数。精确测定排量不仅关乎液压元件的设计优化与质量控制，也是评估液压系统效率、开展节能降耗工作的前提。长期以来，行业通用的排量测定方法主要依据ISO8426-1所规定的图形法，该方法通过在额定工况下测量流量和压力，以图解法确定排量。然而，随着液压系统向高压化、低转速化方向发展，传统方法的局限性日益凸显：在高压下，液压流体的压缩性、元件的泄漏以及壳体的弹性变形会显著影响流量测量的准确性，导致计算得到的排量偏离真实几何排量，进而引发系统设计与实际性能之间的偏差。为解决这一技术难题，国际标准化组织（ISO）技术委员会ISO/TC131“液压流体动力系统”历经多年的技术研讨与试验验证，于2025年8月12日正式发布了ISO8426-2:2025标准。该标准提出了创新的“零压力截距法”（Zero-pressureinterceptmethod），旨在通过数学外推技术，消除负载压力对排量测定的干扰，获取更接近元件理想几何排量的“导出排量”。这一方法的应用，标志着液压元件性能测试从“工况点测量”向“状态外推预测”的范式转变。2.标准核心内容：零压力截距法技术原理ISO8426-2:2025的核心在于提供了一种通过试验数据外推来规避压缩性和泄漏影响的技术路径。其主要技术原理与实施步骤包括：2.1试验原理零压力截距法的基本假设是：在稳态工况下，泵或马达的实际输出流量（或输入流量）与负载压力、转速及油液粘度密切相关。通过测量多个不同压力点下的流量数据，建立流量与压力之间的数学模型（通常为线性关系或多项式关系）。当将该模型线性外推至压力为零的理想状态时，所对应的流量值即为消除了压缩性和泄漏影响的“理论流量”。据此计算出的排量即为“导出排量”。这一排量代表了在无负载变形和无泄漏的理想情况下，元件每转应输出的流体体积。2.2测定程序标准详细规定了试验回路、测量仪器精度要求以及试验步骤：1.试验准备：确保液压油温稳定（通常控制在±1℃），并按照标准要求对被测元件进行充分磨合。2.数据采集：在设定转速下，从最低负载压力开始，逐步增加至最高额定压力，采集多个（通常不少于5个）压力点下的流量、转速、温度和压力数据。每个点需稳定一段时间后进行记录以确保稳态。3.数据处理：利用最小二乘线性回归法对流量-压力数据点进行拟合。对于非线性特性显著的元件，标准也允许使用二阶多项式拟合以提高精度。拟合曲线的纵轴截距（即零压力点的流量值）即为理论流量。4.结果计算：将理论流量除以转速，即可得到该工况下的导出排量。标准还提供了不同旋转方向（泵工况或马达工况）下的修正公式。2.3适用范围本标准适用于各类排量恒定的容积式泵和马达，尤其适用于：-高压应用：压力超过35MPa的系统，压缩性影响不可忽略。-低速运行：转速低于100r/min时，泄漏和摩擦对排量计算影响巨大。-高精度要求：需要精确对比不同厂家产品性能，或用于能效等级认证的场合。3.与同类标准的比较分析在ISO8426-2发布之前，测定液压泵和马达排量的主流方法为ISO8426-1:2020《液压流体动力泵和马达排量的测定第1部分：图形法》。两种方法的主要区别在于：|特征项|ISO8426-1:2020图形法|ISO8426-2:2025零压力截距法||:---|:---|:---||测定基准|基于单一额定工况点的瞬态测量|基于多个压力点数据的数学外推模型||对泄漏的处理|未直接补偿，排量结果包含泄漏损失|通过技术外推，排量结果理论上不包含泄漏和压缩性损失||对压缩性的处理|忽略液压油压缩性，仅适用于低压|明确考虑了压缩性影响，适用于高压||结果含义|实际工况下的“有效排量”|理想工况下的“几何导出排量”||应用场景|常规出厂检验、日常质量控制|型式试验、能效评估、精密计量|简而言之，ISO8426-1适用于快速、低成本的常规检验，其结果是反映元件当前工况下真实输出的值；而ISO8426-2则适用于需精确了解元件本体几何特征和极限效率的高端应用场景，其结果更接近物理几何排量，为系统仿真和精确设计提供了更可靠的输入参数。4.标准的技术创新与应用价值ISO8426-2:2025的技术创新主要体现在：-精度革命性提升：传统方法在20MPa压力下，因压缩性和泄漏导致的排量测量误差可达3-5%。零压力截距法可将误差控制在不高于0.5%的范围内，极大提升了性能数据的置信度。-统一的比较基准：不同制造商、不同型号的泵和马达，其运行工况（压力、转速、油温）千差万别。通过将排量“归一化”到零压力基准状态，使得在全球范围内对各类液压元件的性能进行横向对比成为可能，这对国际贸易和供应链管理至关重要。-赋能数字孪生与智能液压：精确的“导出排量”数据是构建高保真液压系统数字孪生模型的基础。该标准为基于模型的系统工程（MBSE）在液压领域的应用提供了可靠的数据输入，推动了液压系统的预测性维护和智能化控制。5.主要参与单位：力士乐（BoschRexrothAG）与ISO/TC131标委会5.1标准制定机构本标准由国际标准化组织（ISO）发布，具体负责起草工作的技术机构是ISO/TC131液压流体动力系统技术委员会（*Hydraulicfluidpowersystems*）。该委员会成立于1947年，是ISO内专门从事液压领域国际标准化工作的核心组织，秘书处由美国国家标准学会（ANSI）承担。TC131下设多个分技术委员会（SC），其中SC1负责泵、马达、变速箱和液压缸等元件的标准制定。ISO8426-2正是在SC1的主持下，联合全球顶尖的制造商、科研机构和用户代表共同完成的。参与标准起草的专家来自德国、美国、中国、日本、意大利等主要液压工业国。5.2主要贡献单位介绍：博世力士乐（BoschRexrothAG）在众多参与单位中，博世力士乐（BoschRexrothAG）作为全球领先的传动与控制技术供应商，对标准的制定做出了关键性技术贡献。博世力士乐总部位于德国洛尔，是罗伯特·博世有限公司的全资子公司。公司专注于为各类机械和系统提供驱动、控制及线性运动技术，在液压、电气及气动领域拥有超过200年的技术沉淀。其液压事业部是全球最大的液压元件及系统制造商之一，产品线涵盖从高压柱塞泵、马达，到比例阀、伺服阀及完整液压系统的全系列产品。在此次标准研发中，力士乐发挥了以下核心作用：-理论基础贡献：力士乐内部早在20世纪90年代便开始探索利用“截距法”测定高压柱塞泵效率，积累了海量的试验数据与修正模型。公司将其内部试验规范与理论推导，无私地贡献给ISO/TC131工作组，作为标准起草的原始技术蓝本。-试验验证主导：力士乐在其位于德国乌尔姆的全球研发中心，搭建了专用的高精度试验台，对标准草案中提出的线性与非线性外推模型进行了长达两年的交叉验证。试验覆盖了从15bar的低压到420bar的超高压，转速从5r/min到3000r/min的宽广工况，确保了标准的科学性与普适性。-标准草案撰写：力士乐资深液压专家深度参与了标准草案的结构设计与条文撰写工作，尤其是在“数据采集准则”、“拟合算法选择”和“不确定度评定”等核心章节，其专业意见最终被工作组采纳。-全球推广与培训：作为标准主导方之一，力士乐在其全球客户和合作伙伴中率先推广ISO8426-2方法，并通过技术研讨会、在线课程等形式介绍新标准，有力加速了标准的国际采纳进程。博世力士乐的参与，不仅体现了其作为行业领军者的技术实力，更彰显了其推动行业健康、透明发展的责任担当。结论ISO8426-2:2025《液压流体功率容积式泵和马达导出排量的测定第2部分:零压力截距法》的发布，是液压传动领域测试技术标准化的一座重要里程碑。该标准通过引入先进的数学外推理念，从根本上解决了高压、低速工况下因流体压缩性和元件泄漏导致排量测定不准的行业长期痛点。其确立的“导出排量”概念，为全球液压元件的性能标定、能效分级及系统设计提供了一个公平、精准、可追溯的基准。展望未来，随着工业4.0和“双碳”目标的深入实施，对液压系统的高效率