阻尼孔半橋在負載敏感泵變量控制中的應用

發布時間：2016-01-19瀏覽次數：3783

變量泵的分功率控制、全功率控制、交叉功率控制

簡介：分功率控制分功率變量系統中兩個液壓泵各有一個獨立的恒功率調節器，每個液壓泵流量只受液壓泵所在回路負載壓力的影響，如圖1a所示，圖1b為雙泵特性曲線。分功率系統只是簡單地將兩個恒功率液壓泵組合在一起，每一個 ...

分功率控制

分功率變量系統中兩個液壓泵各有一個獨立的恒功率調節器，每個液壓泵流量只受液壓泵所在回路負載壓力的影響，如圖1a所示，圖1b為雙泵特性曲線。分功率系統只是簡單地將兩個恒功率液壓泵組合在一起，每一個液壓泵最多吸收柴油機50%的額定功率。而且只有當每臺液壓泵都在壓力調節范圍P0≤P≤Pmax內工作時，才能利用全部功率。由于每個回路中負載壓力一般是不相等的，因此液壓泵的輸出流量不相等。這種系統的優點在于：兩個液壓泵的流量可以根據各自回路的負載單獨變化，對負載的適應性優于全功率系統。其主要缺點在于：由于每個液壓泵最多只能吸收柴油機50%的功率，而當其中一個液壓泵工作于起調壓力之下時，另外一個液壓泵卻不能吸收柴油機空余出來的功率，使柴油機功率得不到充分利用，從而限制了挖掘機的工作能力，因此這種系統在國外大、中型挖掘機上基本被淘汰。

圖1 分功率變量系統

全功率控制
全功率變量系統

在全功率變量系統中，液壓泵的功率調節有兩種形式。一種是兩個液壓泵共用一個功率調節器，如Rexroth的A8VO泵，經壓力平衡器將兩液壓泵的工作壓力PA1、PA2之和的一半作用到調節器上實現兩泵共同變量；另一種是兩個液壓泵各配置一個調節器，如川崎的K3V泵（工作原理如圖所示2b所示），兩個調節器由液壓聯動，兩個液壓泵的壓力油各通入本泵調節器的環行腔和另一個液壓泵調節器的小端面腔，實現液壓聯動，因小端面腔面積與環行腔面積相等，各液壓泵壓力的變化對調節器的推動效應相等，使兩個液壓泵的斜盤擺角相等，輸出流量相等，可使兩個規格相同且又同時動作的執行機構保持同步關系。決定液壓泵流量變化的壓力是兩個液壓泵工作壓力之和P=P1+P2，只要滿足2P0≤P≤2Pmax，兩個液壓泵功率總和始終保持恒定，不超過柴油機的功率。但每個液壓泵的功率與其工作壓力成正比，其中一個液壓泵有時可能在超負荷下運行，系統特性如圖3所示。其優點在于：第一，能夠在一定條件下充分利用柴油機功率；第二，兩個液壓泵各自都能夠吸收柴油機的全部功率，提高了工作裝置的作業能力；第三，結構簡單。由于以上特點，全功率變量泵液壓系統在挖掘機上曾經得到大量應用。上述全功率變量系統，其性能還不夠理想，其單泵特性曲線如圖4所示。因液壓泵的工作點總是沿著abcde折線自動調節，實際是在最大功率、最大流量和最大壓力三種極端工況下工作。挖掘機工作時并非時刻都需最大功率、最大流量和最大壓力。如果柴油機處于空載運轉，或者作業負載較輕以及工作裝置處于強阻力微動時，若按上述特性運行必然造成能量浪費，而又無法通過人為控制改變液壓泵的運行狀況，因此全功率系統不可避免地存在功率損失。目前開中心系統不是單獨采用全功率控制功能，而是與其他控制結合起來，如負流量控制、正流量控制、功率變化控制等。大多數國產挖掘機的液壓系統采用全功率控制與負流量控制的組合，對液壓泵的輸出功率進行控制，以減少極端工況下的功率損失。

圖3 全功率變量系統特性

圖4 恒功率變量單泵特性

交叉功率控制

由于分功率變量系統只是兩個液壓泵的簡單組合，每一個液壓泵最多吸收柴油機50%的功率，當一個液壓泵工作于起調壓力之下時，另外一個液壓泵卻不能吸收柴油機空余出來的功率。針對此缺點，在分功率系統基礎上，出現了交叉功率控制。交叉功率控制從原理上講是一種全功率調節，與上述全功率控制不同的是兩個液壓泵的排量可以不同。通過交叉連接配置，兩個液壓泵的工作壓力互相作用在對方的調節器上，每個液壓泵的輸出流量不僅與自身的出口壓力有關，還與另一液壓泵的出口壓力有關。如果一臺液壓泵不工作或者以小于50%的總驅動功率工作，則第二臺液壓泵自動地利用剩余的功率，在極端情況下可達到100%總驅動功率。交叉功率控制既具有根據每一液壓泵的負載大小調整液壓泵輸出的能力，又能充分利用柴油機的功率。但是交叉功率控制液壓泵的工作點仍像圖4所示的那樣被限制在abcde折線上，而不能在折線下方的面工況內變化。目前，交叉功率控制并不是單獨起作用，而是與其它控制方法結合起來，對雙泵功率之和進行限制，圖5所示的交叉功率控制就是與壓力切斷控制的組合。

圖5 交叉功率控制泵的原理

壓力切斷功能優先于交叉傳感控制，即當系統壓力低于壓力切斷的設定壓力時，交叉傳感控制起作用；當系統壓力高于設定壓力時，壓力切斷閥動作，系統壓力進入功率調節器的變量缸大腔，使液壓泵的排量變小。

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