變量液壓泵該如何控制

    壓力

    ①工作壓力p液壓馬達(dá)實(shí)際工作時(shí)的輸入壓力稱為液壓馬達(dá)的工作壓力。液壓馬達(dá)的工作壓力取決于負(fù)載轉(zhuǎn)矩及排油壓力（背壓力）的大小。

    ②額定壓力p_n在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的zui高壓力，稱為液壓馬達(dá)的額定壓力，額定壓力又稱為公稱壓力。液壓馬達(dá)的額定壓力受馬達(dá)本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、泄漏等因素的制約，超過此值就是過載。

    ③zui高允許壓力p_max按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，超過額定壓力允許短暫運(yùn)行的zui高壓力，稱為液壓馬達(dá)的zui高允許壓力（簡稱zui高壓力）。

    ④壓力差△p馬達(dá)的進(jìn)油口壓力與出油口壓力之差稱為液壓馬達(dá)的壓力差。當(dāng)馬達(dá)的排油壓力近似為零時(shí)，可用馬達(dá)的進(jìn)口工作壓力p來代替△p。

    ⑤zui低回油背壓為避免出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，液壓馬達(dá)排油腔必須保持的zui低壓力。

    液壓馬達(dá)壓力的計(jì)量單位、壓力系列及壓力分級(jí)與液壓泵相同。

    (2)轉(zhuǎn)速

    ①額定轉(zhuǎn)速n_n  在額定壓力下，能夠長時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)的zui高轉(zhuǎn)速，稱為液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速。

    ②zui高轉(zhuǎn)速n_max  在額定壓力下，超過額定轉(zhuǎn)速允許短暫運(yùn)行的轉(zhuǎn)速，稱為液壓馬達(dá)的zui高轉(zhuǎn)速。

    ③zui低轉(zhuǎn)速nmin  正常運(yùn)轉(zhuǎn)所允許的zui低轉(zhuǎn)速，稱為液壓馬達(dá)的zui低轉(zhuǎn)速。

    (3)排量與流量

    ①排量V  液壓馬達(dá)軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)（或一弧度），由其密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得到的流人液體的體積，稱為液壓馬達(dá)的理論排量（簡稱排量），亦即在無泄漏的情況下，馬達(dá)軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能進(jìn)入的液體體積。

    ②理論流量q_t  液壓馬達(dá)在單位時(shí)間內(nèi)由其密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得到的輸入的液體體積，亦即在無泄漏的情況下單位時(shí)間內(nèi)所能輸入的液體體積，稱為液壓馬達(dá)的理論流量，一般是指不計(jì)液壓馬達(dá)輸入的液體的脈動(dòng)性的平均理論流量。

    馬達(dá)流量的計(jì)量單位與液壓泵相同。

    液壓馬達(dá)理論流量qt與排量V之間的關(guān)系式如下：

                          q_t=(v_n/60) ×10^-6(m³/s)                (1-20)

式中  V——液壓馬達(dá)的排量，mL/r；

      n——液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，r/min。

    ③瞬時(shí)流量q_inst  馬達(dá)在每一瞬時(shí)的流量稱為液壓馬達(dá)的瞬時(shí)流量，一般指瞬時(shí)理論（幾何）流量，該流量具有一定的脈動(dòng)性。

    ④平均流量q_av  按平均時(shí)間計(jì)算出的流量稱為液壓馬達(dá)的平均流量。

    ⑤額定流量q_n  在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，液壓馬達(dá)必須保證的輸人流量。

    ⑥實(shí)際流量q  液壓馬達(dá)工作時(shí)實(shí)際輸入的流量，稱為液壓馬達(dá)的實(shí)際流量。

    液壓馬達(dá)工作時(shí)由于泄漏等要損失部分流量，故液壓馬達(dá)實(shí)際流量q大于馬達(dá)的理淪流量q_t。實(shí)際流量可表示為

                                   q=q_t+q₁                      (1-21)

式中  q₁——液壓馬達(dá)向外部或低壓腔的泄漏等原因而損失的流量。

(4)功率與效率

液壓馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輸入的是液壓能，表現(xiàn)為液體的壓力p和流量q；輸出的是機(jī)械能，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速n（或角速度w）。液壓馬達(dá)運(yùn)行中的能量轉(zhuǎn)換流程可用圖W所示的方塊圖表示。

    ①理論功率（理論輸入功率與理論輸出功率）  不考慮液壓馬達(dá)在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，液壓馬達(dá)理論上輸入的液壓功率稱為理論輸入功率；理論上所產(chǎn)生的機(jī)械功率稱為理論輸出功率。

    理論輸入功率與理論輸出功率相等，故可用同一符號(hào)P_t表示，其表達(dá)式為

             (1-22)

·

式中  △p——液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓力差，Pa；

       q_t——液壓馬達(dá)的理論流量，m³/s；

       n——液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，r/min；

       V——液壓馬達(dá)的排量，mL/r；

      T_t——液壓馬達(dá)的理論輸出轉(zhuǎn)矩，N·m；

     ω——液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，rad/s。

    ②實(shí)際功率（實(shí)際輸入功率P_i和實(shí)際輸出功率P₀）  液壓馬達(dá)實(shí)際輸入的液壓功率稱為液壓馬達(dá)的實(shí)際輸入功率，其表達(dá)式為

                               P_i=△pq (W)                      (1-23)

式中  △p——液壓馬達(dá)的壓力差，Pa；

        q——液壓馬達(dá)的實(shí)際輸入流量，m³/s。

    液壓馬達(dá)軸的實(shí)際輸出的機(jī)械功率稱為液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出功率，其表達(dá)式為

                            P₀=T_ω=T（2πn/60）(W)                (1-24)

    ③理論轉(zhuǎn)矩T_t、實(shí)際轉(zhuǎn)矩T不計(jì)液壓馬達(dá)在能量轉(zhuǎn)換過程中的能量損失時(shí)，液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩（理論輸出轉(zhuǎn)矩）稱為液壓馬達(dá)的理論轉(zhuǎn)矩，根據(jù)反映能量守恒關(guān)系的式(1-22)，有

                       △pq_t=△pV_n/60×10^-6=T_tω=T_t2πn/60        (1-25)

    所以                     Tt=△pV/2π×l0^-6 (N·m)           (1-26)

    式中符號(hào)意義及單位與式(1-22)相同。

    在工作過程中，液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩稱為實(shí)際轉(zhuǎn)矩。由于液壓泵工作時(shí)會(huì)因摩擦造成轉(zhuǎn)矩?fù)p失T₁，使實(shí)際轉(zhuǎn)矩T小于其理論輸出轉(zhuǎn)矩T_t，即液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩為

                                T=T_t-T_l                        (1-27)

    ①效率由于液壓馬達(dá)在實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的工作過程中有流量損失（容積損失）和機(jī)械摩擦損失，故馬達(dá)的輸出功率小于輸入功率，兩者之間的差值即為功率損失。功率損失表現(xiàn)為流量損失和轉(zhuǎn)矩?fù)p失兩部分，功率損失的大小也用效率來表示。

    a．容積效率η_v  液壓馬達(dá)的理論流量q。與實(shí)際流量q之比稱為馬達(dá)的容積效率，即

                                η_v=q_t/q                        (1-28)

    將式(1-21)代入式(1-28)有

                           η_v=q_t/q=q_t/(q_t+q₁)                   (1-29)

式中q₁——因存在容積損失，為了保證液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速符合要求而多輸入的流量。

    容積效率表示液壓馬達(dá)抵抗泄漏的能力。

    b．機(jī)械效率η_m  實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩T與理論轉(zhuǎn)矩T_t之比稱為液壓馬達(dá)的機(jī)械效率，即

                                η_m=T/T_t                        (1-30)

    將式(1-27)代入式(1-30)有

                            η_m=T/T_t=(T_t-T₁)/T_t                  (1-31)

    將式(1-26)代入式(1-31)有

                        η_m=(2πT/△pV) ×10⁶               (1-32)

c——總效率η液壓馬達(dá)輸出的機(jī)械功率與輸入的液壓功率之比，稱為液壓馬達(dá)的總效率，即

  (1-33)

·

即液壓馬達(dá)的總效率等于容積效率與機(jī)械效率的乘積。

按照GB/T 7935-1987《液壓元件通用技術(shù)條件》的規(guī)定，在液壓馬達(dá)的產(chǎn)品銘牌（裝于產(chǎn)品明顯部位）上，除了應(yīng)標(biāo)出馬達(dá)的名稱、型號(hào)及圖形符號(hào)外，通常還應(yīng)標(biāo)出液壓馬達(dá)的排量、額定壓力、zui高壓力、額定流量、額定轉(zhuǎn)速、容積效率、總效率、輸出轉(zhuǎn)矩等主要技術(shù)參數(shù)。

以下內(nèi)容將詳細(xì)介紹變量液壓泵的控制方式，國越貿(mào)易將竭盡全力，真心實(shí)意為大家提供zui有效快速的服務(wù)，歡迎大家前來咨詢。

    變量方法及變量控制方式

    (1)變量基本原理及常用方法  由液壓泵的理論流量計(jì)算公式[見式(1-1)]可知，液壓泵的流量可以通過改變泵的轉(zhuǎn)速，2或排量V（幾何參數(shù)）的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。

    ①通過改變液壓泵的轉(zhuǎn)速n調(diào)節(jié)流量。此種調(diào)節(jié)方法因液壓泵的驅(qū)動(dòng)原動(dòng)機(jī)不同而有油門調(diào)節(jié)和變頻調(diào)節(jié)兩種方案。

    a．油門調(diào)節(jié)方案主要用于以內(nèi)燃機(jī)為原動(dòng)機(jī)的液壓泵，通過調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的油門大小，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（即液壓泵的轉(zhuǎn)速），從而達(dá)到改變液壓泵輸出流量的要求。但此種方案的調(diào)節(jié)范圍受到發(fā)動(dòng)機(jī)zui低轉(zhuǎn)速的限制。

    b．變頻調(diào)節(jié)方案用于以變頻器控制的交流異步電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)的液壓泵，通過改變電動(dòng)機(jī)亦即泵的轉(zhuǎn)速從而改變泵的輸出流量。此種調(diào)節(jié)方案，液壓泵的動(dòng)、靜特性良好，對(duì)于排量不能改變的定量泵實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)具有顯著的實(shí)用意義。隨著變頻調(diào)速器價(jià)格的降低，此種調(diào)節(jié)方案日益受到重視和廣泛應(yīng)用。

    ②通過改變液壓泵的排量V（幾何參數(shù)）調(diào)節(jié)流量。依據(jù)這一原理，葉片泵和柱塞泵均能做成變量泵：單作用葉片泵采用改變偏心量，軸向柱塞泵采用改變斜盤傾角以調(diào)節(jié)流量的方法等均屬于改變排量的范疇。此種調(diào)節(jié)方法具有損失小、效率高的顯著特點(diǎn)，應(yīng)用zui多。

(2)變量控制方式及其特性  通過改變液壓泵的排量V（幾何參數(shù)）調(diào)節(jié)流量時(shí)，在泵的轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，泵的排出流量發(fā)生變化，可形成流量控制泵。由于泵的出口總有阻力負(fù)載存在，故泵出口流量的變化將影響泵的出口壓力。有時(shí)控制泵的排量還能控制泵的工作壓力，形成壓力控制變量泵。可見變量控制方式種類繁多。工程實(shí)際中，軸向柱塞泵在結(jié)構(gòu)上zui適宜安裝各種變量控制機(jī)構(gòu)，故變量控制方式zui多。葉片泵也可安裝若干變量控制機(jī)構(gòu)。一些典型的變量控制方式見下表。