液压泵(恒压变量泵、恒压差变量泵、恒功率变量泵)的变量特性及应用

行业动态     |     2019-11-29
摘要:固定流量输出在很多工况能量浪费较多,为此研发出了一些排量可变的泵,主要有恒压变量泵,恒压差变量泵和恒功率变量泵。 本文兴迪源机械带来液压泵(恒压变量泵、恒压差变量泵、恒功率变量泵)的变量特性。

        所有的泵都有其固定的最大排量,在固定转速时,排出大致固定的流量。但固定流量输出在很多工况能量浪费较多,为此研发出了一些排量可变的泵 (见图6-25)。主要有恒压变量,恒压差变量和恒功率变量。本文兴迪源机械带来液压泵(恒压变量泵、恒压差变量泵、恒功率变量泵)的变量特性。
 
 
  图6-25变量泵的图形符号
 
  a)不带泄漏口b)带泄漏口
 
  一、恒压变量泵的变量特性及应用
 
  1)特性
 
  恒压变量泵(见图6-26)的特性有以下3种工况。
 
 
  图6-26恒压变量泵
 
  a)图形符号b)特性c)附加溢流阀
 
  1-排量最大2一排量随出口压力而变3一排量最小
 
  1、排量最大工况
 
  在泵出口压力低于泵的预设定压力Ps时,泵的排量保持最大Vmax。在转速固定时,理论流量为qmax。但随着出口压力增加,内泄漏会增加,因此,实际输出流量会有所下降。
 
  2、恒压工况
 
  当出口压力达到预设定压力Ps后,排量会随出口压力而变,从而改变输出流量q,力图保持泵出口压力P大致恒定。这起到与溢流阀同样的作用,但可避免溢流带来的能量损失,从而节能。
 
  3、排量最小工况
 
  在排量关到最小后,如出口压力继续增高,泵已无能为力。所以,为了保护泵,应该在泵的出口处另外再安装一个溢流阀(见图6-26c),其设定压力Pmax应该一定程度高于Ps。
 
  2)应用
 
  恒压变量泵可用在以下两种场合。
 
  1)单个液压缸需要所谓的“保压”工况:平时需要大流量快进,在保压时,要保证一定的压力,但需要的流量很小,采用恒压变量泵在此时就比较节能。
 
  2)多个液压缸,共用一个泵(见图6-27)。如果采用恒压变量泵,可互不干扰地工作,同时还比较节能。
 
 
  图6-27用恒压变量泵实现多缸互不干扰
 
  二、恒压差变量泵的变量特性及应用
 
  恒压差变量泵(见图6-28)的排量会随控制压力PL改变,力图使泵出口压力P比控制压力PL高一个恒定值△P, 一般为2~4MPa,可调。
 
 
  图6-28恒压差变量泵的图形符号
 
  在出口压力P增高时,如果是普通定排量泵,实际输出的流量会由于泵内部泄漏增大而降低。而如果采用恒压差变量泵, 在泵的出口安排一个节流口,从节流口后取控制压力PL(见图6-29),那么,因为P始终比PL高恒定值,所以可以使通过节流口的流量q恒定。所以,这种泵也常被称为恒流量泵。
 
 
  图6-29用恒压差变量泵实现恒流量输出
 
  在需要多个液压缸同时工作时,如果利用梭阀选取负载压力中最高的那个作为控制压力PL(见图6-30),来控制恒压差变量泵的排量,尽量使泵出口压力P比PL还高一个恒定值,再通过各支路上的压差平衡元件,就可维持各支路的流量恒定, 不受其他支路的影响。这种回路在挖掘机上应用得很多。因为泵出口压力能随负载压力变化,所以,恒压差泵也常被称为负载敏感泵。
 


 
图6-30用恒流量变量泵供应多缸

D1、D2——压差平衡元件

 
  三、恒功率变量泵的变量特性及应用
 
  如已述及,液压泵输出的功率P是输出流量q与泵出口压力p之积
 
  P=qp
 
  所以,如果P增高而q不变的话,则液压泵需要输出的功率就增大,需要原动机驱动的功率也相应增大。如果超过了原动机最高可能输出的功率, 原动机就会进入不稳定工作区,随后停机。
 
  如果根据可能出现的最高负载功率——角功率(见图6-31),选用大功率原动机,那成本就会较高。而在很多实际应用场合,允许流量在负载升高时降低。这时,就可以采用恒功率变量泵: 在压力P升高时减小排量V,从而降低流量q,以保持功率P恒定,就可以选用额定功率较小成本较低的原动机了。
 
 
  图6-31恒功率变量
 
  A一角功率P一功率
 
  然而,结构适合于变排量的泵不多,除了简单叶片泵以外,只有柱塞泵。这也是柱塞泵虽然结构较复杂,却获得广泛应用的重要原因。
 
  泵的排量控制有两类。以上所述,由系统内部压力控制的,属于内控。另一类是外控,可以从外部控制,如手动、电动等。
 
  现在已研发出了电控变量斜盘式柱塞泵(见图6-32),带控制器,由比例阀控制排量机构,由传感器反馈斜盘位置及压力。可以通过程序和指令设定变量形式,既可内控,也可外控,非常灵活。
 
 
  图6-32电控泵(力士乐2017)
 
  采用调速变流量也可以实现恒压、恒压差及恒功率功能,而且更节能,因此是现在的研发热点。
 
  【兴迪源机械简介
 
  兴迪源机械(Xingdi Machinery)是一家专注流体压力成形技术的锻压设备制造企业。自2007年创立以来,兴迪源机械一直致力于内高压成形的技术创新和产品研发。主营产品范围从生产普通液压设备,现今发展至生产、研发国内顶尖流体压力成形技术的锻压设备。
伺服框架式液压机
 
  兴迪源机械是先进轻量化成形技术的提供者,从产品研发、设备生产、模具研制、方案定制,直至最终交付及提供增值服务,我们为客户提供的不仅仅是一台设备,而是一整套智能制造成形方案。

部分文段和图片摘自:    
 
《白话液压》
 
作者:张海平
 
由兴迪源机械编辑
 
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