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電器技術(shù)問(wèn)題解答 => 機械齒輪泵替代柱塞泵技術(shù)應用分析

發(fā)布日期：[2014-4-21] 共閱[2210]次

因受定排量的結構限制，通常認為齒輪泵僅能作恒流量液壓源使
用。然而，附件入螺紋聯(lián)接組合閥方案對于提高其功能、降低系
統成本及提高系統可靠性是有效的，因而，齒輪泵的性能可接近
價(jià)昂、復雜的柱塞泵。
　　例如在泵上直接安裝控制閥，可省去泵與方向之間管路，從
而控制了成本。較少管件及連接件可減少泄漏，從而提高了工作
可靠性。而且泵本身安裝閥可降低回路的循環(huán)壓力，提高其工作
性能。下面是一些可提高齒輪泵基本功能的回路，其中有些是實(shí)
踐證明可行的基本回路，而有些則屬創(chuàng )新研究。
　　卸載回路
　　卸載元件將在大流量泵與小功率單泵結合起來(lái)。液體從兩個(gè)
泵的出口排出，起到達到預定壓力和（或）流量。這時(shí)，大流量
泵便把流量從其出口循環(huán)到入口，從而減少了該泵對系統的輸出
流量，即將磁的功率減少至略高于高壓部分工作的所需值。流量
降低的百分比取決于此時(shí)未卸載排量占總排量的比率，組合或螺
紋聯(lián)接卸載閥減少乃至消除了管路、孔道和輔件及其它可能的泄
漏。
　　最簡(jiǎn)單的卸載元件由人工操縱。彈簧使卸載閥接通或關(guān)閉，
當給閥一操縱信號時(shí)，閥的通斷狀態(tài)好被切換。杠桿或其它機械
機構是操縱這種閥的最簡(jiǎn)單方法。
　　導控（氣動(dòng)或液壓）卸載閥是操縱方式的一種改進(jìn)，因為此
為閥可進(jìn)行遠程控制。其最大的進(jìn)展是采用電氣或電子關(guān)控制的
電磁閥，它不僅可用遠程控制，而且可用微機自動(dòng)控制，通常認
為這種簡(jiǎn)單的卸載技術(shù)是應用的最佳情況。
　　人工操縱卸載元件常用于為快速運作而需大流量及快速運作
而需大流量及為精確控制而減少流量的回路，例如快速伸縮的起
重臂回路。圖1所示回路的卸載無(wú)操縱信號作用（左位）時(shí)，回路
一直輸出大流量。對于常開(kāi)閥，在常態(tài)下回路將輸出小流量。壓
力傳感卸載是最普遍的方案。如圖2所示，彈簧作用使卸載閥處于
其大流量位置（左位）�；芈穳毫︖_到溢流閥預調值時(shí)，溢流閥
開(kāi)啟，卸載閥在液壓下和作用下切換至其小流量位置（右位）。
壓力傳感卸載閥基本上是一個(gè)達到系統壓力即卸的自動(dòng)卸載元
件，普遍用于測程儀分裂和液壓虎鉗中。工程機械齒輪泵替代柱
塞泵功能技術(shù)分析
　　流量傳感卸載回路中的卸載閥也是由彈簧將其壓向大流量位
置（左們）。該閥中的固定節流孔尺寸按設備的發(fā)動(dòng)機最佳速度
所需流量確定。若發(fā)動(dòng)機速度超出此最佳范圍，則節流小孔壓降
將增加，從而將卸載閥移位至小流量位置（右位）。因此大流量
泵相鄰的元件做成可對最大流量節流的尺寸，故此回路能耗少、
工作平穩且成本較低。這種回路的典型應用是，限定回路流量達
最佳范圍以提高整個(gè)系統的性能，或限定機器高速行駛期間的回
路壓力。常用于垃圾運載卡車(chē)等。
　　壓力流量傳感卸載回路的卸載閥也是由彈簧壓向大流量位置
（左位），無(wú)論達到預定壓力還是流量，都會(huì )卸載。設備在空轉
或正常工作速度下均可完成高壓工作。此特性減少了不必要的流
量，故降低了所需的功率。因為此種回路具有較寬的負載和速度
變化范圍，故常用于挖掘設備。
　　具有功率綜合的壓力傳感卸載回路，它由兩組略加變化的壓
力傳感卸載泵組成，兩組泵由同一原動(dòng)機驅動(dòng)，每臺磁接受另一
卸載泵的導控卸載信號。此咱傳感方式稱(chēng)之為交互傳感，它可使
一組泵在高壓下工作而另一級泵大流量下工作。兩只溢流閥可按
每個(gè)回路特殊的壓力調整，以使一臺或兩臺泵卸載。此方案減少
了功率需求，故可采用小容量?jì)r(jià)廉原動(dòng)機。
　　所示為負載傳感卸載回路。當主控閥的控制閥（下腔）無(wú)負
載傳感信號時(shí)，泵的所有流量經(jīng)閥1、閥2排回油箱；當給此控制
閥施加負載傳感信號時(shí)，泵向回路供液；當泵的輸出壓力超過(guò)負
載傳感閥的壓力預定值時(shí)，泵僅向回路提供工作流量，而多余流
量經(jīng)閥2的節流位置（上位）旁通回油箱。帶負載傳感元件的齒輪
泵與柱塞泵相比，具有低成本、抗污染能力強及維護要求低的優(yōu)
點(diǎn)。
　　優(yōu)先流量控制
　　不論泵的轉速、工作壓力或支路需要的流量大小，定值一次
流量控制閥總可保證設備工作所需的流量。在圖7所示的這種回路
中，泵的輸出流量必須大于或等于一次油路所需流量，二次流量
可作它用或回油箱。定值一次流量閥（比例閥）將一次控制與液
壓泵結合起來(lái)，省去管路并消除外泄漏，故降低了成本。此種齒
輪泵回路的典型應用是汽車(chē)起重機上�？梢�(jiàn)到的轉向機構，它省
去了一個(gè)泵。
　　負載傳感流量控制閥的功能與定值一次流量控制的功能十分
相近：即無(wú)論泵的轉速、工作壓力或支路抽需流量大小，均提供
一次流量。但所示方案，僅通過(guò)一次油口向一次油路提供所需流
量，直至其最大調整值。此回路可替代標準的一次流量控制回路
而獲得最大輸出流量。因無(wú)載回路的壓力低于定值一次流量控制
方案，故回路溫升低、無(wú)載功耗小。負載傳感比列流量控制閥與
一次流量控制閥一樣，其典型應用是動(dòng)力轉向機構。
　　旁路流量控制
　　對于旁路流量控制，不論泵的轉速或工作壓力高低，泵總按
預定最大值向系統供液，多余部分排回油箱或泵的入口。此方案
限制了系統的流量，使其具有最佳性能。其優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)回路規
模來(lái)控制最大調整流量，降低成本；將泵和閥組合成一體，并通
過(guò)泵的旁通控制，使回路壓力降至最低，從面減少管路及其泄
漏。
　　旁路流量控制閥可與限定工作流量（工作速度）范圍的中團
式負載傳感控制閥一起設計。此種型式的齒輪泵回路，常用于限
制液壓操縱以使發(fā)動(dòng)機達最佳速度的垃圾載卡車(chē)或動(dòng)力轉向泵回
路中，也可用于固定式機械設備。
　　干式吸油閥
　　干式吸油閥是一咱氣控液壓閥，它用于泵進(jìn)油節流，當設備
的液壓空載時(shí)，僅使極小流量通過(guò)泵；而在有負載時(shí)，全流量吸
入泵。如圖10所示，這種回路可省去泵與原動(dòng)機間的離合器，從
而降低了成本，還減少了空載功耗，因通過(guò)回路的極小流量保持
了設備的原動(dòng)機功率。另外，還降低了泵在空載時(shí)的噪聲。干式
吸油閥回路可用于由內燃機驅動(dòng)的任何車(chē)輛中開(kāi)關(guān)式液壓系統，
例如垃圾裝填卡車(chē)及工業(yè)設備。
　　液壓泵方案的選擇
　　目前，齒輪泵的工作壓力已接近柱塞泵，組合負載傳感方案
為齒輪泵提供了變量的可能性，這意味著(zhù)齒輪泵與柱塞泵之間原
有清楚的界限變得愈來(lái)愈模糊了。合理選擇液壓泵方案的決定因
素之一，是整個(gè)系統的成本，與價(jià)昂的柱塞泵相比，齒輪泵以其
成本較低、回路簡(jiǎn)單、過(guò)濾要求低等特點(diǎn)，成為許多應用場(chǎng)合切
實(shí)可行的選擇方案。


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