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1、PLATA系列,變量軸向柱塞泵,工作原理及液壓控制陳剛翻譯2008-01-01,PLATA特點(diǎn),適用于開(kāi)式回路適用于中高壓的行走機(jī)械和工業(yè)應(yīng)用低噪音變量節(jié)能因多種控制方式而具有高度操作靈活性:壓力控制流量控制功率(扭矩)控制響應(yīng)快驅(qū)動(dòng)軸軸承可承受軸向和徑向載荷支持多個(gè)泵體間全扭矩傳遞,PLATA技術(shù)參數(shù),*吸油口壓力大于1bar時(shí),使用HL或HLP礦物油,扭矩限制器,泵結(jié)構(gòu),壓力限制器,流量調(diào)節(jié)器,流量調(diào)節(jié)器和扭矩限制器(LS信號(hào))的連接,,壓力油口,吸油口,泵組成元件,軸向柱塞泵將輸入軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為柱塞的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在半個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，柱塞從柱塞套內(nèi)向外運(yùn)動(dòng)并使容積增大。在另外半個(gè)旋轉(zhuǎn)周

2、期內(nèi)，柱塞向柱塞套內(nèi)運(yùn)動(dòng)使體積減少。這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)使流體被吸入并被泵出。,,工作原理,這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樾北P(pán)和驅(qū)動(dòng)軸之間的夾角。這個(gè)角度是變化的(變排量泵).,,工作原理,分配壓力和彈簧共同作用于平衡柱塞上，使斜盤(pán)在泵開(kāi)始時(shí)保持于最大排量位置。,,泵的排量受控制閥所調(diào)節(jié)，這決定了先導(dǎo)柱塞內(nèi)的壓力。當(dāng)先導(dǎo)壓力提高時(shí)，斜盤(pán)角度減小，使柱塞行程變短進(jìn)而使泵排量變小。,,,這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樾北P(pán)和驅(qū)動(dòng)軸之間的夾角。這個(gè)角度是變化的(變排量泵).,工作原理,工作原理,泵效率–來(lái)自實(shí)驗(yàn)測(cè)試,Q=流量T=扭矩V=排量p=壓力n=轉(zhuǎn)速,容積效率,機(jī)械-液壓效率,泵LVP48(46cm3/rev)–50C–礦物油

3、arnica46,泵效率-來(lái)自實(shí)驗(yàn)測(cè)試,Pin=吸收的機(jī)械功率Pout=泵出口的液壓功率hv=容積效率hmh=機(jī)械-液壓效率,總效率,泵LVP48(46cm3/rev)–50C–礦物油arnica46,配油盤(pán)提供柱塞(變量腔)和泵的吸油口和壓力油口之間的聯(lián)系。,泵配油,配油盤(pán)上的溝槽均經(jīng)過(guò)優(yōu)化以減少泵的噪音。,,,,,,,,蓋內(nèi)的連接,泵后端蓋內(nèi)的通道連接調(diào)節(jié)閥到下述油口：P–壓力油口(出油口)T-thereturnline(泵殼體)A–調(diào)節(jié)腔(先導(dǎo)柱塞),P,T,A,A,P,P,壓力控制(RP),壓力控制調(diào)節(jié)泵的排量以符合系統(tǒng)要求流量，才維持預(yù)調(diào)節(jié)壓力。,當(dāng)壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，泵提供最大流量

4、。泵沒(méi)有任何外部元件保護(hù)。沒(méi)有多余的流量通過(guò)閥保證了節(jié)能。,S1,壓力限制器調(diào)節(jié)先導(dǎo)壓力保持在：,壓力控制(RP),T,A,P,,動(dòng)態(tài)節(jié)流器(?=0.5mm):它減小壓力振蕩使系統(tǒng)穩(wěn)定。,作用在彈簧上的預(yù)載荷，預(yù)調(diào)定壓力p*PC可設(shè)置。,S1,壓力控制(RP),p*PC,泵的工作狀況在V-P圖上位于兩條線上：如果壓力低于預(yù)調(diào)定的控制壓力p*PC，泵排量最大(因?yàn)槿莘e效率，線并非真正水平)如果壓力趨向增加，泵的排量適應(yīng)系統(tǒng)的流量要求，所以最大壓力被限制于p*PC(因?yàn)閺椈傻挠捕?，線并非真的垂直),壓力控制一般設(shè)置:p*PC=280bar(泵的最大持續(xù)出口壓力),流量控制(LS),流量控制調(diào)節(jié)泵的

5、排量以維持一個(gè)通過(guò)流量測(cè)量裝置的恒定的壓力降(LS原理),LS信號(hào)必須連接到流量調(diào)節(jié)器的X口?pX=pLSLS信號(hào)提供負(fù)載信息:這樣在任何壓力下，泵的流量均等于系統(tǒng)需求流量沒(méi)有多余的流量通過(guò)閥保證了節(jié)能,LS,X,,LS原理,負(fù)荷傳感系統(tǒng):,帶LS調(diào)節(jié)器的(變排量)泵,LS控制閥,對(duì)用戶指令的遠(yuǎn)程控制:用戶指令u決定閥的開(kāi)度,X,,LS原理,負(fù)荷傳感系統(tǒng):,LS信號(hào)持續(xù)提供關(guān)于負(fù)載壓力的信息,控制系統(tǒng)保持通過(guò)流量測(cè)量設(shè)備(控制閥)的恒定的壓力降,直接反饋在泵的排量,控制閥作為一個(gè)限制器工作:恒定的壓力降只決定于閥的開(kāi)度,,p,Q(去回路),,,,X,,LS原理,負(fù)荷傳感系統(tǒng):,到回路的流量決定

6、于用戶指令，而與負(fù)載無(wú)關(guān)?可控性壓力降p*FC是一個(gè)預(yù)先調(diào)定值p*FC設(shè)置為一個(gè)較低的數(shù)值(大約14bar),只有一小部分功率(Qxp*FC)被浪費(fèi),去回路的流量直接正比于用戶指令u,p,Q(去回路),,,,X,,,LS原理,負(fù)荷傳感系統(tǒng):,p,,,沒(méi)有用戶指令?中位狀態(tài):LS控制閥完全關(guān)閉并聯(lián)接LS信號(hào)到壓力到泵出口管控制系統(tǒng)保持p=p*FC(14bar):泵排量幾乎等于零(只提供調(diào)節(jié)流量)并且輸出壓力非常低?節(jié)能,T,,X,LS原理,LS優(yōu)點(diǎn):可控性泵總是提供系統(tǒng)需要的流量(在最大流量之內(nèi)),盡管負(fù)荷在變化去系統(tǒng)的流量只與用戶指令成正比，而與負(fù)載無(wú)關(guān)節(jié)能泵提供的壓力通過(guò)LS信號(hào)決定于實(shí)際的

7、負(fù)荷狀況泵不提供多余的流量–如果不需要流量，泵的排量幾乎為零沒(méi)有多余的通過(guò)安全閥的流量(泵調(diào)節(jié)器作用于先導(dǎo)信號(hào)，所以只有極少的油被浪費(fèi)),流量調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)先導(dǎo)壓力并保持:,作用于彈簧上的預(yù)負(fù)荷，預(yù)調(diào)節(jié)壓力降p*FC可設(shè)定.,流量控制(LS),LS,T,A,P,流量控制(LS),LS,,LS0配置動(dòng)態(tài)的節(jié)流孔(?=0.4mm):衰減LS壓力振蕩并穩(wěn)定系統(tǒng),T,A,P,,LS2配置堵頭占據(jù)動(dòng)態(tài)節(jié)流孔的位置有些應(yīng)用不需要穩(wěn)定:堵頭導(dǎo)致流量控制的更快反應(yīng),S2,流量控制(LS),彈簧的預(yù)負(fù)荷通常設(shè)置為:p*FC=14bar,Qmax,,p*PC,,泵的工作情況位于V-p曲線的四邊形:在任何壓力下，泵的排

8、量適應(yīng)于系統(tǒng)的流量需求:控制閥保持恒定的開(kāi)口，即使負(fù)荷變化，流量仍然保持恒定通過(guò)壓力控制，最大壓力依然受限于p*PC,扭矩控制,通過(guò)系統(tǒng)壓力，扭矩限制器調(diào)節(jié)泵的排量以維持預(yù)調(diào)節(jié)扭矩,主活塞保護(hù)過(guò)載主活塞總是能工作于最大效率情況下如果未達(dá)到扭矩控制，流量調(diào)節(jié)起作用壓力控制限制系統(tǒng)的最大壓力,扭矩控制,,節(jié)流孔S3需要LS信號(hào)?pX≠pLSS3功能:沒(méi)有它扭矩控制不起作用為實(shí)現(xiàn)扭矩調(diào)節(jié)正確工作，流量調(diào)節(jié)器中的動(dòng)態(tài)節(jié)流孔必須關(guān)閉(LS2)一根管道連接流量調(diào)節(jié)器的LS口和扭矩限制器,,聯(lián)接管,,LS,X,X,S3,堵頭(LS2),扭矩限制器提供一個(gè)限制在信號(hào)X:,1)ifpLSp*TC:px=p*TC

9、p=p*TC+p*FC?限制出口壓力,扭矩控制,T,流量調(diào)節(jié)器保持:p-px=p*FC,X,扭矩控制,p*TC,,斜盤(pán)柱,,尾部彈簧,,斜盤(pán),,套,X,,,扭矩控制,,斜盤(pán)柱,,尾部彈簧,p*TC,,套,X,,斜盤(pán),,,扭矩的設(shè)定是客戶的要求最小扭矩限制器工作壓力p’TC至少是80bar,扭矩控制,Qmax,p*PC,泵的工作情況位于一個(gè)四邊形，不包括右上角:在任何壓力下，泵的排量適應(yīng)于系統(tǒng)流量需求如果吸收扭矩趨于增加，泵的排量減小，所以最大吸收扭矩限制于Tmax(并且在同樣轉(zhuǎn)速下功率限制于Pmax)通過(guò)壓力控制，最大壓力依然限制于p*PC,Pmax,,p’TC,扭矩控制,理論上恒功率（扭矩）工作位于V-p圖的雙曲線上實(shí)際上泵工作于直線上(彈簧的線性特征)為相似于理論狀態(tài)，而提供了兩個(gè)不同的工作狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于扭矩限制器內(nèi)的兩個(gè)不同的彈簧。套移動(dòng)以抵抗外彈簧的單獨(dú)壓縮(增加泵的排量),然后是內(nèi)彈簧的作用(減小泵排量),,外彈簧,內(nèi)彈簧,,Diative,