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轴向柱塞泵的恒压控制变量和恒流量控制

恒压控制变量和恒流量控制

b.恒压控制变量  恒压变量泵中的恒压变量机构是通过泵出口压力与变量机构压力调定值之间的差值来调节泵的输出流量,使泵保持出口压力为定值。此泵在系统压力未达到调定值之前为定量泵,向系统提供泵的最大流量;当系统压力达到调定值后,不论输出流量如何变化,其输出压力恒定,故称为恒压变量泵。泵的压力一流量特性如图P(a)所示,恒压变量机构的工作原理如图P(b)所示。泵出口压力被引入先导控制滑阀1的左端,形成液压推力pdAc和右端压力控制弹簧的作用力Fs相比较。Fs代表了恒压泵的给定压力p0,即p0=Fs/Ac。

当泵的工作压力pd<p0时,滑阀1的开度x=O,差动变量活塞2大直径端的压力p=0,在小直径端油压pd的推动下,活塞2将斜盘推向γ最大的位置,使泵保持最大流量qmax[图P(a)中的水平线ab]。当泵的工作压力增大到泵的给定值,即pd =p0时,滑阀1左端的液压推力pdAc将克服弹簧力Fs,把阀口打开,形成一开度为x的可变节流口,它和固定节流器K构成串联阻力回路。利用该阻力回路可控制差动变量活塞2的大端压力p:当开度x增大,压力p升高,当x增大到一定程度,压力p便能推动差动变量活塞2向上移动,带动斜盘,使γ减小,泵的流量也随之减小。因先导控制滑阀1不直接推动斜盘,只是对推动斜盘的差动变量活塞2起控制作用,故尺寸可做得非常小,因此弹簧3的刚度也很小。所以当pd=p0时,控制滑阀1的阀口开度,在理论上可以是任意的,差动变量活塞位置及斜盘角γ也都具有任意性。这表示当pd=p0时,泵可能在q=0到q=qmax之间的任一流量下工作[图P(a)中的恒压线bc]。如果外部负载过大,要求泵的压力pd>p0,则泵是不能工作的。因为当pd达到p0并有继续升高的趋势时,控制滑阀1的开度x早已达到最大,差动变量活塞大端压力也达到最大,将斜盘推到γ=O的位置,使输出流量为零。在实际应用中需采用带节流阻力的负载与恒压泵在恒压区匹配工作。图P(a)中的曲线①、②、③是三条节流负载的阻力一流量特性曲线,它们和bc恒压线交于d、P。节流负载的特点是不要求固定的压力,一个工作压力便对应一个确定的流量,而且随压力的增高流量也增大。这样一来,节流阻力一流量特性曲线②、③和恒压泵的恒压特性线bc的交点d、e便是稳定的工况点。形成这些工况点的过程是:假如受干扰,工作点偏移,例如工作点d沿阻力一流量特性曲线移到d′点,流量增大,泵的工作压力也随之高于p0,这样就破坏了控制滑阀1的受力平衡状态,接着出现阀口开度x增大、差动变量活塞大端压力增大、斜盘角γ减小使流量减少。这个反馈过程一直要到工况点恢复到原来的d点为止。由此可见,恒压变量泵确实能提供一个压力为p0的恒压油源。图A为恒压变量泵的实际特性曲线,调节控制弹簧改变Fs即可得到压力不同的恒压特性。恒压变量泵可用于液压系统保压,输出流量只补偿系统泄漏;用作电液伺服系统的恒压油源;用于节流调速系统。

如调压机构由比例电磁铁代替,控制阀为电液比例阀,则可构成电液比例恒压控制泵,泵的工作压力与比例电磁铁的输入控制电流成正比。

c.恒流量控制  图Q所示为传统压力控制型的恒流量控制机构原理。恒流控制阀上设置一薄刃形节流口2作为流量检测元件,它将流量变化转化为压力变化信号以控制阀芯1的位置。当由于某种原因使泵的实际输出流量减小时,节流口的压差Δp(=p1-p)降低,弹簧3的弹性力大于液压力而使阀芯1左移。因而a口的高压油经流道b进入变量控制活塞4的右端,使变量机构移动,故泵的排量增加。由于采用恒流量控制,当泵在任何压力下(即容积效率不同)工作时,其输出流量均可保持恒定。对于柱塞泵而言,因其容积效率相当高,当转速恒定时,在一定精度范围内,定排量即具有恒流量的作用。对于驱动泵的原动机转速变化相当大的场合(如内燃机驱动),恒流量泵能在一定转速变化范围内保持泵输出流量基本恒定。