恒功率恒压变量泵的特性及前景

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1、万方数据柳树2006年第11期总第33卷设计与研究·17·恒功率恒压变量泵的特性及前景程晓东，张作龙(中国石油大学(华东)机电学院，山东东营257061)摘要：通过将恒功率恒压变量泵同伟统的恒功率变量泵及恒压变量泵相比较，阐述它优于传统节能型变量泵的特点，并简要分析它的发展前景。关键词：横功率恒压泵；变量特性；节能；前景中图分类号：TH322文献标识码：B文章编号：1006—0316(2006)11—0017一03进入2l世纪，能源危机已经迫在眉睫，对节能产品的需求也迅速增加。恒功率恒压变量柱塞泵就

2、是在这一背景下产生的一种新型节能产品。这种新型泵是以斜盘式轴向柱塞泵为基础，加入了新的变量形式从而实现新的功能的产品。1恒压变量泵恒压变量泵是一种高效、节能、大功率的液压动力源，它广泛应用于工程机械、机床工业、航空航天工业等液压系统领域。目前，恒压泵控技术已经很成熟，国外很多厂家如：力士乐、威格士、丹尼逊以及意大利的沙姆等，都有很成熟的恒压变量泵可供选用。1．比例控制滑阀2．1司服变量器3．压力设定弹簧4．变量反馈弹簧图1H1VPC泵的变量原理示意图图1为沙姆公司的H1VPc变量泵的原理图，改变压力

3、设定弹簧3就可按需设定泵的最高工作压力P。。。。当泵的输出压力达到Pm。。时，比例控制阀1、在压力油作用下被打开，切换到某一特定位置后，压力油与伺服变量器2的大端相通，伺服变量器在压力油的作用下拉动变量盘，使变量角变小，从而使泵的排量变小，以维持输出压力不变。这时，比例控制阀右端受到变量反馈弹簧4的反馈力和压力设定弹簧3的合理作用，与比例控制阀1左端的液收稿日期：2006—08—31作者简介：程晓东，中国石油大学(华东)在校研究生。压力保持平衡，比例控制阀保持不动。相反，当泵的输出压力不到P。。。时

4、，比例控制滑阀1开口减小，直至关闭。伺服变量器在压力油和弹簧力4作用下，推动变量盘，增大变量角，以增大排量来维持输出压力不变。图2H1VPC泵的Q—P曲线图从图2的特性曲线来看，恒压泵控系统与传统的定量泵一溢流阀控系统基本相同。但我们知道，传统阀控系统在达到设定压力后，系统流量不变，完全由溢流阀溢流，使系统发热，浪费能源；而恒压泵控系统在达到设定压力后，可使流量在0～Q。。。之间随意变化，这样系统只有少量漏损，没有溢流，大大减轻系统发热，节省能源消耗。但是，在恒压泵控系统中，原动机功率都必须根据泵的

5、最大输出流量和压力来选择，也就是图2中定量特性与f亘压特性所围的面积，这样就造成了恒压泵控系统中原动机装机功率大的缺点。2恒功率变量泵恒功率泵也是一种节能产品。其控制原理要求根据负载的变化情况调整其输出流量，使泵的输出功率接近于负载所需要的功率，实现动力源和负载源之间的功率适应和功率匹配，使原动机工作在最佳工况下，减少原动机的能耗，达到节能之目的。万方数据·18·设计与研究柳树2006年第11期总第33卷图3为恒功率泵控系统的恒功率变量特性曲线，是一条双曲线。通常意义上的恒功率调节是通过大小不同的内

6、外两根弹簧来调节泵的斜盘倾角，所以实际的特性曲线是直线段拟合的双曲线，现在有些公司生产的恒功率泵已经实现了用曲线来拟合曲线。从图中我们可以看到，特性曲线包含了恒流量段、横功率段和恒压段3个部分，也就是说横功率泵只能在某一压力范围内实现横功率变量。曲线表明，它克服了恒压变量泵装机功率大的缺点，同时鉴于其控制原理，它还具有运行功率因素高、主行程次数快等优点。图3-匿功率变量特性曲线但是，从图3中不难看出，在恒流量段，泵全流量工作；在恒压段系统要溢流；这就造成液压功率损失大、系统发热高等缺点。3恒功率恒压

7、变量泵恒功率恒压变量泵是一种全新控制形式的变量泵，目前这种泵在国内还没有形成批量生产。图4为恒功率恒压泵的液压原理图，这种新型泵由泵和连接在泵的变量机构上的恒功率阀以及恒压阀共同构成，恒功率阀通过不同长度的内外弹簧实现泵的恒功率变量，而恒压阀通过恒压阀芯和恒压阀芯上的封油段的运动来实现泵的恒压变量。该泵的恒功率控制和恒压控制分别实现，在达到设定压力之前(图4中P一)恒功率阀起作用，相当于恒功率变量泵；达到设定压力之后，恒压阀开始起作用，相当于恒压变量泵。图4液压原理图图5是该种新型泵的静态压力一流量

8、特性曲线。图5(a)、图5(b)两图分别表示工作点工作在恒功率区和恒压区的两种情况。图5(a)中上杜岛D区域为有用功LL。玛易区域为阀漏损和系统阻力损失；图5(b)中址易D区域为有用功，儿lE易为恒功率恒压泵控系统损失，如果工作点压力由压力控制的阀控系统控制，则系统的功率损失为F。凡‰所围的区域，由图5可见，FI勉岛>儿1￡琶，所以，恒功率恒压泵控系统比阀控系统节能。从图5中可以很直观的发现，这种泵综合了前面所述的两种泵的优点，具有装机功率小(最大功率曲线远低于c点)