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各种变量轴向柱塞齿轮泵的工作原理是怎样的?

变量柱塞泵变量方式有多种方式,如压力补偿变量、恒压变量、负载传感变量、压力流量控制复合变量等。(1)压力补偿变量柱塞泵的工作原理采用压力补偿控制器用于控制泵的排量,便是压力补偿变量柱塞泵。工作原理如下。

当泵出口压力p未超过调压螺钉所调定的调压弹簧的弹力时,压力补偿阀阀芯4在调压弹簧7的弹力的作用时,阀芯4处于下位,在回程弹簧5作用下,通过斜盘6摆动的力使变量控制柱塞处在最左侧,此时斜盘斜角口最大(流量调节螺钉所调),泵输出的流量最大[图1-64(a)]。

当泵出口压力上升超过调压螺钉所调定的压力时,,压力补偿阀(限压阀)阀芯4下腔压力产生的液压力克服弹簧力使压力补偿阀阀芯4上移,泵出油口P引来的压力油进入到控制柱塞左腔,控制柱塞推压偏置弹簧5右移,使斜盘斜角仗变小,输出流量变小,从而限制了泵出口压力的再增加即压力补偿变量[图1-64 (b)]。

(2)恒压变量柱塞泵的工作原理(图1-65)恒压变量柱塞泵与压力补偿变量柱塞泵基本相同,只不过伺服变量缸是由一个双作用缸或两支单作用缸进行控制。如图1-65(a)所示,如果将图中的箭头看成泵的斜盘,系统压力低于恒压阀(PC阀)4的调压螺钉5所调定的压;f)恒压阀4阀芯处于左位,阀4右位工作,变量缸(双作用缸)1的有杆腔总通泵出口压力油,无杆腔A-- T,偏置弹簧3便将斜盘2始终偏置在最大斜角p的位置上,泵便以全流量输出(由流量调节螺钉设定)。一旦当系统压力(泵出油口压力)p超过恒压阀4的调压螺钉5所调节的调定压力时,恒压阀4阀芯克服弹簧力Ps右移,阀4左位工作,P--A,泵出油口压力油戶经A也进入伺服变量缸l的右侧的无杆腔,由于缸1的面积差,产生向左推力,控制活塞便克服偏置弹簧力,向左推压斜盘2,斜盘斜角屁变小,流量也就减小,直到满足调定压力下系统所需的流量为止。

恒压阀4左端面上作用着泵的出口压力夕产生的向右的液压力,恒压阀4右端面上作用着p经固定节流口减压为Ps产生的左的液压力和弹簧6产生的弹力,两边的力平衡时决定卷恒真芯处于左位还是右位。恒压阀实为一个三通式减压阀,可参阅本书有关章节的内容。

(3)负载传感变量齿轮泵的变量工作原理

如图1-66所示,变量缸为单作用缸,通过节流阀开口的大小调定,以及节流阀进出口前后压差Ap -.p -pL,可决定出泵流到系统中去的流量QL。当LS阀阀芯处于图示位置时,其向下的调压弹簧力与控制阀芯下端油压夕产生的向上液压力相平衡。泵主体部分上的控制柱塞左端A腔受到的液压力与偏置弹簧衡,斜盘平衡在某一斜角位置,泵输出一定的流量QL。

当负载压力夕,增高,节流阀进出口前后压差△ic)便应该减小,但由于LS阀的反馈作用仍然能维持节流阀进出口前后压差厶ic)不变。其作用原理是:当负载压力戶L增高(非图示位置),控制芯上向下的力便大于向上的力,不再平衡,于是控制阀芯下移,开启了控制柱塞左端A至回油T的通路,于是泵主体部分上的控制柱塞左端A腔受到的液压力与偏置弹簧力不再平衡,即置弹簧力大于控制柱塞左端A腔受到的液压力,于是斜角变大,泵输出的流量Q增大,通过节流阀的阻力增大,泵出口的压力户也增大,节流阀进出口前后压差不变,QT不变。

反之当负载压力戶L降低,同样也能使节流阀进出口前后压差厶夕;夕一夕L不变,仍能使QL不变,这样,根据负载反馈信号可控制泵输出流量的泵叫负载传感变量泵,或叫负载敏感变量泵。

如图1-67(a)所示为负载传感变量泵回路,变量缸为双作用缸,担当负载传感补偿变量控制器(简称负裁传感粹制器)由节流阀与LS阀组成。

控制压力油来自外部(负载),此类控制器的压差出厂时有设定(例如io bar),控制补偿器阀芯动作的输人信号实际上就是加在回路主节流口上的压差,由于负载传感控制器在夕偿控制工况下可保持回路主节流器上的压差恒定,因此,负载传感变量控制主要是表示对输出流量进行控制。输入转速的变化或负载(压力)的波动均不会对泵的输出流量及执行元件的速度产生影响。变量原理与前述负载敏感变量叶片泵相同。

在先导回路中增加一个节流孔(乒o.8mm)和一个先导压力阀,则可增加一个流量控制功能,如图1-67(c)所示

(4)压力流量控制复合变量泵的工作原理

这种泵采用上述由PC阀与LS阀共同组合的阀来对泵进行变量控制,便构成如图1-68所示的压力流量控制复合变量泵,其工作原理是二者的叠加,能对负载压力与流量进行反馈控制,除了压力控制功能外,借助于负载压差,可改变泵的流量。泵仅提供机构的实际流量,泵输出与负载压力和流量相匹配的压力与流因而更节能,在注塑机上使用称为节能泵。节流阀的压差在io一20bar之间调节,

图1-69为这种泵回路与压力—流量特性曲线。