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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,適用于開式回路適用于中高壓的行走機械和工業(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)動軸軸承可承受軸向和徑向載荷支持多個泵體間全扭矩傳遞,PLATA技術(shù)參數(shù),*吸油口壓力大于1bar時,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)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)運動轉(zhuǎn)化為柱塞的軸向往復(fù)運動。在半個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，柱塞從柱塞套內(nèi)向外運動并使容積增大。在另外半個旋轉(zhuǎn)周
2、期內(nèi)，柱塞向柱塞套內(nèi)運動使體積減少。這種往復(fù)運動使流體被吸入并被泵出。,,工作原理,這種往復(fù)運動是因為斜盤和驅(qū)動軸之間的夾角。這個角度是變化的(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，使斜盤在泵開始時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，斜盤角度減小，使柱塞行程變短進而使泵排量變小。,,,這種往復(fù)運動是因為斜盤和驅(qū)動軸之間的夾角。這個角度是變化的(變排量泵).,工作原理,工作原理,泵效率–來自實驗測試,Q=流量T=扭矩V=排量p=壓力n=轉(zhuǎn)速,容積效率,機械-液壓效率,泵LVP48(46cm3/rev)–50C–礦物油
3、arnica46,泵效率-來自實驗測試,Pin=吸收的機械功率Pout=泵出口的液壓功率hv=容積效率hmh=機械-液壓效率,總效率,泵LVP48(46cm3/rev)–50C–礦物油arnica46,配油盤提供柱塞(變量腔)和泵的吸油口和壓力油口之間的聯(lián)系。,泵配油,配油盤上的溝槽均經(jīng)過優(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，泵提供最大流量
4、。泵沒有任何外部元件保護。沒有多余的流量通過閥保證了節(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(因為容積效率，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(因為彈簧的硬度，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、排量以維持一個通過流量測量裝置的恒定的壓力降(LS原理),LS信號必須連接到流量調(diào)節(jié)器的X口?pX=pLSLS信號提供負(fù)載信息:這樣在任何壓力下，泵的流量均等于系統(tǒng)需求流量沒有多余的流量通過閥保證了節(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,對用戶指令的遠(yuǎn)程控制:用戶指令u決定閥的開度,X,,LS原理,負(fù)荷傳感系統(tǒng):,LS信號持續(xù)提供關(guān)于負(fù)載壓力的信息,控制系統(tǒng)保持通過流量測量設(shè)備(控制閥)的恒定的壓力降,直接反饋在泵的排量,控制閥作為一個限制器工作:恒定的壓力降只決定于閥的開度,,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)載無關(guān)?可控性壓力降p*FC是一個預(yù)先調(diào)定值p*FC設(shè)置為一個較低的數(shù)值(大約14bar),只有一小部分功率(Qxp*FC)被浪費,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: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)載無關(guān)節(jié)能泵提供的壓力通過LS信號決定于實際的
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有多余的通過安全閥的流量(泵調(diào)節(jié)器作用于先導(dǎo)信號，所以只有極少的油被浪費),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口，即使負(fù)荷變化，流量仍然保持恒定通過壓力控制，最大壓力依然受限于p*PC,扭矩控制,通過系統(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,主活塞保護過載主活塞總是能工作于最大效率情況下如果未達到扭矩控制，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?pX≠pLSS3功能:沒有它扭矩控制不起作用為實現(xiàn)扭矩調(diào)節(jié)正確工作，流量調(diào)節(jié)器中的動態(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限制在信號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,,斜盤柱,,尾部彈簧,,斜盤,,套,X,,,扭矩控制,,斜盤柱,,尾部彈簧,p*TC,,套,X,,斜盤,,,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)，而提供了兩個不同的工作狀態(tài)，對應(yīng)于扭矩限制器內(nèi)的兩個不同的彈簧。套移動以抵抗外彈簧的單獨壓縮(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,
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