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無(wú)錫液壓氣動(dòng)有限公司
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液壓泵變量控制兩則
論文摘要：液壓泵的變量是通過(guò)改變泵腔工作容積來(lái)實(shí)現(xiàn)的，以CY型柱塞泵為例，改變斜盤(pán)法線對(duì)缸體回轉(zhuǎn)軸心的夾角γ，即改變各柱塞腔的工作容積，當(dāng)γ角zui大時(shí)，柱塞腔的工作容積zui大，實(shí)現(xiàn)全排量供油，當(dāng)γ角為0時(shí)，柱塞腔的工作容積為0，這時(shí)液壓泵不供油。如果γ角為負(fù)值，則液壓泵反向供油。改變γ角的方式有多種，每種方式都有各自的控制特點(diǎn)，本文詳述2則控制γ角的方式。
1 順序閥和換向閥操縱柱塞缸對(duì)復(fù)位彈簧的控制方式（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1）
工作原理：圖中2為缸體回轉(zhuǎn)軸心，3為液壓泵斜盤(pán)。斜盤(pán)操縱臂4和變量柱塞8在復(fù)位彈簧5的作用下停留在原位，這時(shí)斜盤(pán)傾角γzui大，液壓泵全排量供油。當(dāng)系統(tǒng)壓力略高于順序閥1的設(shè)定壓力時(shí)，打開(kāi)順序閥1，同時(shí)使換向閥7換向，系統(tǒng)壓力油進(jìn)入柱塞缸6，變量柱塞8克服復(fù)位彈簧5的作用力，改變斜盤(pán)傾角γ，液壓泵實(shí)現(xiàn)變量供油。如果系統(tǒng)壓力再度增高，變量柱塞缸6內(nèi)的壓力也再增高，使γ角接近0（有一部分泄漏，γ角不能為0），液壓泵即保持一定壓力，但不對(duì)系統(tǒng)供油，這就是液壓泵在壓力狀態(tài)下的卸載（因?yàn)镹＝p×Q，當(dāng)Q→0時(shí)，N→0）。在系統(tǒng)壓力降低后，變量柱塞8立即恢復(fù)原始狀態(tài)。圖中換向閥7主要是為系統(tǒng)大量用油時(shí)，提高變量柱塞8復(fù)位的響應(yīng)速度而設(shè)計(jì)的。這種控制為恒壓變量控制，其特性如圖2。
圖中3為缸體回轉(zhuǎn)軸心，4為液壓泵斜盤(pán)。結(jié)構(gòu)原理與*種方式大致相同，主要是去掉順序閥和換向閥，使系統(tǒng)壓力直接引入變量柱塞缸1。此外，將彈簧改成多級(jí)彈簧組5。如果多級(jí)彈簧組5為一個(gè)普通圓柱彈簧，則該普通圓柱彈簧的變形與系統(tǒng)壓力成線性反比，即斜盤(pán)傾角γ（液壓泵排量）與系統(tǒng)壓力成線性反比。為使液壓泵排量與壓力較近似成Q＝1／p×N的函數(shù)關(guān)系，將普通圓柱彈換成2個(gè)或多個(gè)彈簧并串聯(lián)在一起，各彈簧的剛度要有一定差距，且一級(jí)比一級(jí)大，一級(jí)彈簧的剛度zui小。除zui后一級(jí)外，各級(jí)彈簧均設(shè)計(jì)1個(gè)限位塊。圖中10、8、6分別為一、二、三級(jí)彈簧，9、7為一、二級(jí)彈簧的限位塊。在系統(tǒng)壓力作用于變量柱塞11時(shí)，3個(gè)彈簧同時(shí)變形，但一級(jí)彈簧10因剛度zui小，其變形zui明顯，這時(shí)斜盤(pán)傾角γ與系統(tǒng)壓力呈現(xiàn)近似于一級(jí)彈簧剛度的線性變化，斜率較陡，當(dāng)系統(tǒng)壓力較高，一級(jí)彈簧10壓至限位塊9的限制高度時(shí)，一級(jí)彈簧10不再變形，而二、三級(jí)彈簧繼續(xù)被壓縮。同樣，二級(jí)彈簧8的剛度小于三級(jí)彈簧6，因此斜盤(pán)傾角γ與系統(tǒng)壓力按近似于二級(jí)彈簧8的剛度變化。系統(tǒng)壓力再度增高，則可得到基本上遵循三級(jí)彈簧6剛度的排量壓力特性，見(jiàn)圖4A-B，B-C，C-D。
如果各級(jí)彈簧的剛度和限位塊限位高度設(shè)計(jì)得當(dāng)，A、B、C、D連起來(lái)可以成為一條相當(dāng)近似于Q、p互為倒數(shù)的曲線。這種曲線稱(chēng)為恒功率特性曲線，也稱(chēng)作壓力補(bǔ)償特性曲線，即排量減少（增加）時(shí)以增加（減?。毫?lái)補(bǔ)償，它同恒壓變量一樣，液壓泵可以在壓力狀態(tài)下卸載，適用于打包機(jī)類(lèi)液壓系統(tǒng)，液壓機(jī)的功率可以得到較為合理的利用，減少原動(dòng)機(jī)的裝機(jī)功率。
