變量泵的原理及應(yīng)用

1、1.1 液壓變量泵（馬達(dá)）的發(fā)展簡(jiǎn)況、現(xiàn)狀和應(yīng)用簡(jiǎn)述液壓變量泵及變量馬達(dá)能在變量控制裝置的作用下能夠根據(jù)工作的需要在一定范圍內(nèi)調(diào)整輸出特性，這一特點(diǎn)已被廣泛地應(yīng)用在眾多的液壓設(shè)備中，如：恒流控制、恒壓控制、恒速控制、恒轉(zhuǎn)矩控制、恒功率控制、功率匹配控制等。采用變量泵（馬達(dá)）系統(tǒng)，具有顯著的節(jié)能效果，近年來(lái)使用越來(lái)越廣泛，而且新的結(jié)構(gòu)和控制方式發(fā)展迅速，各個(gè)生產(chǎn)廠也在不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，用以滿足液壓系統(tǒng)自動(dòng)控制的不斷發(fā)展需要。使用液壓系統(tǒng)的目的在于可使某一執(zhí)行對(duì)象以預(yù)定的速度向正反兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，為調(diào)節(jié)速度需進(jìn)行節(jié)流，致使能量有所損失，并導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低，為此需采用變量泵實(shí)現(xiàn)容積控制。使用變量泵進(jìn)

2、行位置和速度控制時(shí)，能量損耗最小。正確地使用和調(diào)節(jié)泵的流量，可使其只排出滿足負(fù)載運(yùn)動(dòng)速度需要的流量，而使用定量泵時(shí)只有部分流量供給負(fù)載，其余的流量需要旁通至油箱。此外，為了在不增加管路阻力的條件下提高液壓馬達(dá)的速度，也有必要為減少液壓馬達(dá)的排量而采用變量馬達(dá)。表 1-1 三大類泵的主要應(yīng)用現(xiàn)狀類別類型應(yīng)用優(yōu)勢(shì)應(yīng)用弱點(diǎn)使用壓力在 21MPa 以下，價(jià)格低，體積小，污染敏感度相對(duì)效率最低，不能變量，噪聲較大，最大外嚙合式低，允許轉(zhuǎn)速較高變量比其它兩種形式小齒輪泵內(nèi)嚙合式 (模塊自吸性好噪音低，流量振動(dòng)小，擺線式在液壓馬達(dá)方面優(yōu)勢(shì)價(jià)格高于外嚙合，性能在主要方面改善式、擺線式 )更強(qiáng)不突出，生產(chǎn)廠商少

3、，可選擇性差噪音低，價(jià)格明顯低于柱塞泵，泵芯插裝式使維修簡(jiǎn)捷，連不能變量，最低轉(zhuǎn)速有限制(不允許低于雙作用式接口可選擇或調(diào)整， 應(yīng)用壓力在28MPa 以下，可與柱塞泵競(jìng)爭(zhēng)，600r/min) ，價(jià)格中等聯(lián)軸器連接容易，使用壽命長(zhǎng)葉片泵變量中價(jià)格最低，只要壓力符合應(yīng)優(yōu)選，但一般只用于恒應(yīng)用壓力很低，一般在10MPa 左右，最單作用式壓變量高使用壓力才18MPa，目前采用漸少，幾乎被淘汰使用壓力超過(guò)31.5MPa，變量形式豐富，能實(shí)現(xiàn)價(jià)格貴，自吸性差，對(duì)污染敏感，維變量的智能化與網(wǎng)絡(luò)化， 通軸型式便于與回路組合，護(hù)維修要求高斜盤式在結(jié)構(gòu)上可與任何其它型式組合，易獲大流量高轉(zhuǎn)速，外形尺寸小，便于布置

4、(功率質(zhì)量比大 )，總效軸向式率高柱塞泵使用壓力是所有泵中最高的，排量大，轉(zhuǎn)速高，不能通軸，外形尺寸大，回路組合與安斜軸式排量大，轉(zhuǎn)速高，這三項(xiàng)性能均優(yōu)于其它類型泵，裝布置不便，維修拆卸要求較高可用于閉式回路使用壓力可超過(guò)斜軸泵，可通徑，壽命最長(zhǎng)，變外徑偏大，允許轉(zhuǎn)速偏低，在某種情況徑向式量型式與斜軸式相當(dāng)，在液壓馬達(dá)方面優(yōu)勢(shì)明顯下不便于安裝布置主要應(yīng)用領(lǐng)域農(nóng)業(yè)機(jī)械工程機(jī)械塑料機(jī)械機(jī)床鍛壓機(jī)械工程機(jī)械運(yùn)輸機(jī)械冶金機(jī)械精選文庫(kù)排量類型型式模型樣式容積排量外嚙合齒輪泵定量齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵定量齒輪式圓弧齒輪泵定量蝸輪齒輪泵螺桿泵定量單作用式定量 /變量葉片式葉片泵雙作用式定量偏心缸式定量 /變量徑

5、向柱塞泵偏心軸式定量 /變量柱塞式斜盤式定量 /變量軸向柱塞泵斜軸式定量 /變量圖1-1 三大類泵的變量調(diào)節(jié)葉片變量泵（馬達(dá)）的研發(fā)歷史和發(fā)展根據(jù)密封工作容積在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周吸、排油次數(shù)的不同，葉片泵分為兩類，即完成一次吸、排油的單作用葉片泵和完成兩次吸、排油的雙作用葉片泵。根據(jù)葉片泵輸出流量是否可調(diào)，又可分為定量葉片泵和變量葉片泵，雙作用葉片泵均為定量泵。根據(jù)葉片變量泵的工作特性不同可分為限壓式、恒壓式和恒流量式三類，其中限壓式應(yīng)用較多。恒壓式變量泵一般系單作用泵。該泵的定子可以沿一定方向作平衡運(yùn)動(dòng)，以改變定子與轉(zhuǎn)子之間的偏心距，即改變泵的流量。它的變量機(jī)能由泵內(nèi)的壓力反饋伺服裝置控制，能自動(dòng)

6、適應(yīng)負(fù)載流量的需要并維持恒定的工作壓力。在工作中，還可根據(jù)要求調(diào)節(jié)其恒定壓力值。因此，在使用該泵的系統(tǒng)中，實(shí)際工況相當(dāng)于定量泵加溢流閥，且沒有多余的油液從系統(tǒng)中流過(guò)，使能耗和溫升都大大降低，縮小了泵站的體積。該泵如與比例電磁閥匹配，可以在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多工作點(diǎn)自動(dòng)控制。限壓式變量葉片泵有內(nèi)反饋式和外反饋式兩種。內(nèi)反饋式變量泵的操縱力來(lái)自泵本身的排油壓力，外反饋式是借助于外部的反饋柱塞實(shí)現(xiàn)反饋的。限壓式變量葉片泵具有壓力調(diào)整裝置和流量調(diào)整裝置。泵的輸出流量可根據(jù)負(fù)載變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)壓力高于泵調(diào)定的壓力時(shí)流量會(huì)減少，使功率損失降為最低，其輸出功率與負(fù)載工作速度和負(fù)載大小相適應(yīng)，具有高效、節(jié)能、安全

7、可靠等特點(diǎn)，特別適用于作容積調(diào)速液壓系統(tǒng)中的動(dòng)力源。先導(dǎo)式帶壓力補(bǔ)償?shù)淖兞咳~片泵允許根據(jù)系統(tǒng)要求自動(dòng)調(diào)節(jié)其流量，可在滿足工作要求的同時(shí)降低能耗。壓力補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟硎牵涸谙葘?dǎo)壓力作用下，被控柱塞移動(dòng)，從而使泵的定子在某一位置平衡。當(dāng)輸出壓力與先導(dǎo)壓力相等時(shí)，定子向中心移動(dòng)，并使輸出流量滿足工作要求。在輸出流量-2精選文庫(kù)為零的情況下，泵的輸出為補(bǔ)償泄漏和提供先導(dǎo)壓力油，而系統(tǒng)壓力保持不變。補(bǔ)償器的響應(yīng)時(shí)間非常短，不會(huì)產(chǎn)生壓力超調(diào)。葉片馬達(dá)和葉片泵一樣，也有單作用式和雙作用式之分。由于單作用式液壓馬達(dá)的偏心量小，容積效率低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故一般所用的液壓馬達(dá)都是雙作用式的。因此，變量葉片馬達(dá)很少在工業(yè)

8、上使用。軸向柱塞泵（馬達(dá)）的發(fā)展歷史（ 1）彎軸或軸向柱塞泵（馬達(dá)）這是漢斯 ·托馬 (Hans Thoma)1940 年的發(fā)明。此后于 1946年，他又對(duì)缸體的同步驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了改進(jìn)，將萬(wàn)向接頭改為連桿方式，將閥板由平面改成球面。最近，博世力士樂 (Bosch Rexroth) 公司又推出了將連桿與柱塞組成一體的采用錐形柱塞(柱塞桿裝在密封部上 )的改進(jìn)型式。該發(fā)明自問(wèn)世以來(lái) 60多年間內(nèi)不斷進(jìn)行改進(jìn)，現(xiàn)在已經(jīng)成為各領(lǐng)域最廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品。目前只有博世力士樂公司生產(chǎn)變量彎軸泵，主要品種有A7V 系列，排量為201000mL/r ，最高壓力為 35MPa，變量角為 18°。該公司

9、還開發(fā)了 A7VO 系列泵，該泵為錐形連桿活塞式，排量為 28 1000mL/r ，最高壓力為 40MPa。在 A7V 和A7VO 基礎(chǔ)上，博世力士樂公司還開發(fā)了A6V 和A6VM 變量馬達(dá)。此外，林德公司也生產(chǎn)BMV/R 型變量彎軸馬達(dá)，但最大排量只有50.2 60.3mL/r ，額定壓力為42MPa ，最高壓力為 50MPa，供小型液壓設(shè)備閉式回路用。目前，北京華德液壓集團(tuán)有限公司、上海液壓泵廠、貴陽(yáng) 501廠等生產(chǎn)博世力士樂的彎軸泵和馬達(dá)。彎軸泵和馬達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)如下。1) 由于結(jié)構(gòu)原因，彎軸泵不能帶輔助泵，因此只能作為開式回路用泵；此外，由于彎軸泵的變量機(jī)構(gòu)帶動(dòng)缸體一起擺動(dòng)，因此變量的響

10、應(yīng)速度較低。2) 作為變量泵，由于其制造工藝復(fù)雜，成本較高，因此，排量在250mL/r 以下的變量泵正逐步喪失競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但大排量泵還非其莫屬。3) 無(wú)論定量還是變量馬達(dá)， 特別是彎軸角 40°的錐形連桿活塞結(jié)構(gòu)， 由于其具有起動(dòng)和傳遞轉(zhuǎn)矩大的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，有較好的發(fā)展前途。（ 2）斜盤式軸向柱塞泵與馬達(dá)這是對(duì) 1905年哈維 ·威廉 (Harvey Williams) 和雷諾茲 ·詹尼 (Reynolds Janney)發(fā)明的軸式液壓傳動(dòng)裝置進(jìn)行改進(jìn)后得到的，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單的變量泵與變量馬達(dá)，1950年后已開始了大量生產(chǎn)。與斜軸式相比，它體積小、重量輕，具有良好的排量控

11、制響應(yīng)性能，所以在各種液壓泵中的應(yīng)用日益擴(kuò)大。斜盤式軸向柱塞泵與馬達(dá)還可以有輕型與重載之分。1） 輕型軸向柱塞泵和馬達(dá)。2）重載斜盤泵和馬達(dá)重載斜盤泵和馬達(dá)是指用于工作條件較惡劣、負(fù)載重、額定壓力為 31.542MPa、最高壓力為40 50MPa結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的斜盤泵和馬達(dá)。閉式回路用斜盤泵與馬達(dá)系統(tǒng)。它廣泛地用于工程和建設(shè)機(jī)械。其特點(diǎn)是泵上裝有補(bǔ)油泵，泵和液壓馬達(dá)上共同裝有閉式系統(tǒng)用全套集成閥，用戶只要連接兩根管-3精選文庫(kù)道，就能使該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，如振動(dòng)壓路機(jī)、水泥攪拌車等就廣泛采用這種系統(tǒng)。最早生產(chǎn)這種產(chǎn)品的是美國(guó)薩澳(SAUER) 公司其產(chǎn)品為 20系列泵與馬達(dá)系統(tǒng)。20世紀(jì) 80年代中期，上

12、海高壓油泵廠引進(jìn)了美國(guó)薩澳(SAUER)20 系列泵與馬達(dá)系統(tǒng)。現(xiàn)在，薩澳(SAUER) 公司已在上海浦東合資生產(chǎn)最新的90系列泵與馬達(dá)系統(tǒng)。目前，世界上已經(jīng)有多家公司生產(chǎn)這類泵與馬達(dá)閉式系統(tǒng)。其中比較著名的有美國(guó)伊頓 (Eaton)公司、丹尼遜 (Denison) 公司，德國(guó)的博世力士樂公司、林德公司等。其中美國(guó)公司都是斜盤泵-斜盤馬達(dá)閉式系統(tǒng)，德國(guó)博世力士樂公司是斜盤泵彎軸馬達(dá)閉式系統(tǒng)，而林德公司既有斜盤泵斜盤馬達(dá)閉式系統(tǒng)，也有斜盤泵彎軸馬達(dá)閉式系統(tǒng)。我國(guó)貴州力源液壓件廠也生產(chǎn)薩澳(SAUER)20 系列泵與馬達(dá)閉式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)用斜盤泵通常，開式系統(tǒng)泵相對(duì)于閉式系統(tǒng)泵有更高的要求，要求其

13、有較好的自吸能力，較低的噪聲和較多的變量型式，所以閉式系統(tǒng)泵一般不能用于開式系統(tǒng)。然而，閉式系統(tǒng)泵生產(chǎn)廠家為了降低成本，提高泵的零件通用化程度，往往在閉式系統(tǒng)泵的基礎(chǔ)上派生出開式系統(tǒng)泵，如博世力士樂公司的A4SVO 開式系統(tǒng)泵就是由閉式系統(tǒng)泵A4V 基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的；林德公司HPR202系列開式系統(tǒng)泵是HPV202閉式系統(tǒng)泵的改進(jìn)產(chǎn)品。我國(guó)目前大量生產(chǎn)的CY 型軸向柱塞泵也屬于開式系統(tǒng)重載斜盤泵。（ 3）徑向變量泵和馬達(dá)在泵體內(nèi)兩側(cè)裝有大、小控制柱塞，壓力油通過(guò)泵體上的油道，一路進(jìn)入小控制柱塞，另一路通過(guò)變量機(jī)構(gòu)（調(diào)節(jié)閥）產(chǎn)生一壓降后，再進(jìn)入大控制柱塞腔。泵工作時(shí)可通過(guò)調(diào)整變量控制機(jī)構(gòu)，使大小

14、控制柱塞在水平方向上移動(dòng)定子，來(lái)改變偏心距的大小，從而達(dá)到變量的目的。柱塞泵的容積效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，流量均勻性好，噪聲低，工作壓力高等優(yōu)點(diǎn)，但柱塞泵對(duì)液壓油的污染較敏感，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)較高。1.1.5 發(fā)展趨勢(shì)電子排量泵是當(dāng)前正在開發(fā)的一種液壓泵變量控制的方式，其控制原理可見圖1-2及圖 1-3。-4精選文庫(kù)圖1-2 電子排量泵的控制原理圖1-3 電子排量泵控制方框圖電子排量泵已由各世界著名液壓廠商供應(yīng)市場(chǎng)，它能適應(yīng)恒壓、負(fù)載敏感與恒功率等各種變量要求。對(duì)于需要精確平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)與復(fù)雜控制的場(chǎng)合，電子排量泵提供了一個(gè)平臺(tái)，用于控制泵的輸出壓力、輸出流量以及輸出功率?，F(xiàn)有的轉(zhuǎn)速控制的二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)也可

15、進(jìn)一步發(fā)展利用此平臺(tái)。 電子排量控制 (EDC) 可接受 PLC 或計(jì)算機(jī) (工控裝置 ) 的控制信號(hào)，同時(shí)泵的內(nèi)部還有傳感器將泵斜盤位置反饋到比例閥的放大器。智能控制完全可以融合在其中，從而提高控制的精確性、穩(wěn)定性，達(dá)到節(jié)能與系統(tǒng)控制的雙重效果。電子排量泵實(shí)質(zhì)上是對(duì)泵的變量機(jī)構(gòu)作位置閉環(huán)控制，根據(jù)系統(tǒng)控制要求，利用所設(shè)置的智能控制算法 (如采用自適應(yīng)控制等 )來(lái)達(dá)到應(yīng)用的目的。 這些算法可通過(guò)將其軟件程序固化在電子控制器內(nèi)或者與上位計(jì)算機(jī)相互通信，使液壓泵具有恒壓力、恒流量及恒功率等全部功能。目前這種液壓泵的性能可以達(dá)到滯環(huán)<±1、重復(fù)精度<±0.5及線性度

16、<±2 EDC （電控變量）。其不僅為系統(tǒng)控制，無(wú)論是電控、遙控、光控帶來(lái)了硬件基礎(chǔ)，也對(duì)液壓系統(tǒng)的控制增加了信息處理的手段。網(wǎng)絡(luò)裝置也可以建立在此系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)系統(tǒng)中的液壓泵進(jìn)行下列控制或通信：1） 對(duì)設(shè)備具有遠(yuǎn)程通信功能。2） 通過(guò)遠(yuǎn)程設(shè)備用戶可以啟用軟件調(diào)整泵的有關(guān)參數(shù)。3） 通過(guò)遠(yuǎn)程設(shè)備對(duì)液壓泵進(jìn)行調(diào)試以及故障診斷。4） 對(duì)泵的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集及數(shù)據(jù)下載。-5精選文庫(kù)容積泵（馬達(dá)）變量調(diào)節(jié)的基本原理與特點(diǎn)變量調(diào)節(jié)的主要目的是控制系統(tǒng)的流量。在工程實(shí)踐中，與流量有關(guān)的問(wèn)題，可以從兩個(gè)不同的角度來(lái)考察與分析。第一，從系統(tǒng)的角度，考察與分析系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。這

17、里，常將流量控制系統(tǒng)區(qū)分為以下幾種。(1) 閥控 (節(jié)流調(diào)速 ) 系統(tǒng) 定量泵與各種控制閥配合進(jìn)行調(diào)速控制。其特點(diǎn)是響應(yīng)快，可進(jìn)行微小流量調(diào)節(jié)，但能量損失大，效率低，多用于小功率場(chǎng)合。(2)泵控 ( 容積調(diào)速 )系統(tǒng) 由各種變量泵與相關(guān)變量控制閥配合進(jìn)行調(diào)速控制，其特點(diǎn)是能量損失小，效率高，并能實(shí)現(xiàn)多種功能的復(fù)合控制，如恒壓、恒流、p+q+P（ P功率）等；盡管響應(yīng)速度較慢，但已能滿足大部分工業(yè)應(yīng)用的要求。(3)變轉(zhuǎn)速控制以往常指由電發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)定量泵的情況，轉(zhuǎn)速的變化往往處于被動(dòng)狀態(tài)。近 10 年來(lái)采用交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制，即通過(guò)改變變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，來(lái)改變定量泵的輸出流量，與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變

18、化相比，具有主動(dòng)變速的特點(diǎn)。與常規(guī)的閥控、泵控系統(tǒng)相比，其基本特點(diǎn)是，既有泵控系統(tǒng)節(jié)能的特色，又接近閥控系統(tǒng)的快速性。目前，主要是受到定量泵可能的最低轉(zhuǎn)速(小流量區(qū) )和最高可能轉(zhuǎn)速 ( 大流量區(qū) )的限制，以及大功率變頻器可靠性與經(jīng)濟(jì)性的制約。第二，考察與分析液壓泵本身的變量控制，對(duì)應(yīng)于第一的（2），這屬于本書討論的范疇。容積調(diào)節(jié)變量泵的基本類型是排量調(diào)節(jié)泵，它能在任一給定的工作壓力下，實(shí)現(xiàn)排量與輸入信號(hào)成比例的控制功能。由于泵的容積效率隨工作壓力升高而降低，故這種泵的輸出流量得不到精確的控制。請(qǐng)注意的是，排量調(diào)節(jié)泵也可以稱為變排量泵，甚至直接稱為變量泵。在20 世紀(jì) 60 70 年代，一般

19、工程技術(shù)人員概念中的變量泵，就是指的變排量泵。造成這種認(rèn)識(shí)主要有兩方面的原因，一方面，像恒壓泵、恒流泵等這類“泵的基本參數(shù)能按一定規(guī)律自動(dòng)實(shí)現(xiàn)變化的變量泵”問(wèn)世不久，人們不甚了解；另一方面，有的研究人員認(rèn)為，這類泵功能的實(shí)現(xiàn)，最后還是依靠排量的變化來(lái)達(dá)到。到 20 世紀(jì)末，一般都已接受了從不同的角度，將變量泵進(jìn)行必要的分類，特別是從功能上進(jìn)行分類，以便正確了解其原理與特性，組成在特性、節(jié)能等方面與實(shí)際工程系統(tǒng)的要求相適應(yīng)的液壓控制回路。現(xiàn)今，變量控制機(jī)構(gòu)多種多樣，可以從不同角度進(jìn)行分類，表1-2 所示是常見的分類方法。表 1-2 容積調(diào)節(jié)變量泵的分類按外部操縱方式手動(dòng)，機(jī)動(dòng)，電動(dòng)，液動(dòng)，電液控

20、制屬于外加信號(hào)控制變量按調(diào)節(jié)方式排量，壓力（恒壓） ，流量（恒流），泵的基本參數(shù)按一定規(guī)律自動(dòng)實(shí)現(xiàn)變恒功率，各種復(fù)合控制化按適應(yīng)性控制功率匹配，負(fù)載敏感，負(fù)載適應(yīng)包括與負(fù)載的適應(yīng)，與原動(dòng)機(jī)的適應(yīng)排量調(diào)節(jié)是只利用變量機(jī)構(gòu)的位置控制作用，使泵的排量與輸入信號(hào)成比例。在表 1-2 中，還有壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)和功率調(diào)節(jié)，其是分別針對(duì)泵的輸出參數(shù)壓力、流量或功率進(jìn)行控制，為此要利用泵的出口壓力或反映流量的壓差與輸入信號(hào)進(jìn)行比較，-6精選文庫(kù)然后通過(guò)變量機(jī)構(gòu)的位置作用來(lái)確定泵的排量。這三種控制功能實(shí)際上都是在排量控制的基礎(chǔ)上，提出特定調(diào)節(jié)要求而運(yùn)行的。實(shí)際上，各種所謂的適應(yīng)控制，說(shuō)到底，也是通過(guò)各種反饋?zhàn)?/p>

21、用，依靠自動(dòng)改變泵的排量來(lái)達(dá)到。所以，可以說(shuō)泵的變量控制是一個(gè)位置控制系統(tǒng)。1.4 典型的液壓變量泵（馬達(dá)）的變量調(diào)節(jié)方式與分類方法變量泵（馬達(dá)）可以通過(guò)排量調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)復(fù)雜工況要求，這個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)使其得到廣泛使用。變量泵（馬達(dá)）只有排量一個(gè)被控對(duì)象，在采用不同的控制方式時(shí)，可以使變量泵（馬達(dá)）具有不同的輸出特性。應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)合，選用相適應(yīng)的變量控制形式，以便獲得合適的輸出特性。目前變量泵的生產(chǎn)廠家眾多，控制方式多樣?？偨Y(jié)現(xiàn)有各種變量泵（馬達(dá)）的控制方式及其實(shí)現(xiàn)形式，并對(duì)它們的特性和應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行研究是十分必要的，這對(duì)于液壓系統(tǒng)的開發(fā)與創(chuàng)新具有指導(dǎo)意義，也可以指導(dǎo)新型變量泵的開發(fā)設(shè)計(jì)。液壓變

22、量泵（馬達(dá)）的變量控制方式多種多樣，按照操縱方式不同，有手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、比例、伺服、氣動(dòng)及其它們 之間的復(fù)合操縱方式等，按變量控制方式分有壓力控制、流量控制、功率控制、負(fù)載敏感控制、功率限制控制、轉(zhuǎn)矩限制控制以及由 它們組合形成的多種復(fù)合控制方式等。按照是否有反饋可以分為開環(huán)和閉環(huán)控制，閉環(huán)控制又有恒壓、恒流、恒功率和負(fù)載敏感的適應(yīng)性控制等。液壓變量泵 （馬達(dá)）控 制方式的優(yōu)劣已經(jīng)成為了衡量其品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。同時(shí)變量泵（馬達(dá)）的變量控制方式已經(jīng)開始向信息化方向大步邁進(jìn)，利用計(jì)算機(jī)豐富的功能拓展變量泵的控制性能，以更好 地與負(fù)載匹配，實(shí)現(xiàn)更多的和更高的性能。表 1-4表 1-14給出

23、了液壓變量泵和液壓變量馬達(dá)最常用的變量調(diào)節(jié)方式分類以及它們的特性曲線。各種調(diào)節(jié)方式的區(qū)別如下：（ 1）控制回 路的類型 指開式回路還是閉式回路，變量泵也因此分開式回路變量泵和閉式回路變量泵。通常，開式系統(tǒng)泵相對(duì)于閉式系統(tǒng)泵有更多的要求，例如要求其有較好的自吸能力，較低的噪聲和較多的變量型式，所以閉式系統(tǒng)泵一般不能用于開式系統(tǒng)。然而，閉式系統(tǒng)泵生產(chǎn)廠家為了降低成本，提高泵的零件通用化程度，往往在閉式系統(tǒng)泵的基礎(chǔ)上派生出開式系統(tǒng)用泵，如博世 力士樂 A4SVO 開式系統(tǒng)泵就是由閉式系統(tǒng)泵 A4V 基礎(chǔ)上發(fā)展 來(lái)的；林德 HPR202 系列開式系統(tǒng)泵是HPV202 閉式系統(tǒng)泵的改進(jìn)產(chǎn)品。我國(guó)目前大量

24、生產(chǎn)的CY 型軸向泵也是屬于開式系統(tǒng)重載斜盤泵。（ 2）傳 遞動(dòng)力的 不同 (液壓式或機(jī)械式)液壓式通過(guò)改變先導(dǎo)控制壓力來(lái)控制泵的排量；壓力改變，排量也跟著改變。機(jī)械式往往靠通過(guò)手動(dòng)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)角位移變換，驅(qū)動(dòng)泵的變量機(jī)構(gòu)。（ 3）控制方式 (直動(dòng)式或先導(dǎo)式 ) 原理類似于溢流閥的先導(dǎo)控制和直接控制，采用先導(dǎo)控制可以節(jié)省控制功率，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（ 4）運(yùn)行曲線 (定位和可調(diào)式 ) 實(shí)際是固定的變量方式和可調(diào)的變量方式之分，如恒功率變量，其調(diào)定的壓力流量曲線形狀是條雙曲線，形狀是固定的，而采用電液比例控制， 可以按實(shí)際需求實(shí)現(xiàn)不同的輸出壓力流量曲線形狀。-7精選文庫(kù)（ 5）開環(huán)

25、(無(wú)反饋式 ) 泵輸出的壓力或流量 是開環(huán)控制的，若有干擾存在，會(huì) 使輸出量發(fā)生變化而不能糾偏，控制精度不高。（ 6）機(jī)械 手動(dòng)式如手動(dòng)伺服變量控制，通過(guò)手動(dòng)，操控滑閥的開口，產(chǎn)生相應(yīng)的輸出壓力和流量來(lái)控制泵的變量機(jī)構(gòu)。（ 7）電氣 機(jī)械式如電動(dòng)變量柱塞泵DCY14-1B ，通過(guò)可逆電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿和調(diào)節(jié)螺母，推動(dòng)滑閥產(chǎn)生開度，從而推動(dòng) 變量調(diào)節(jié) 液壓缸調(diào)節(jié)泵的斜盤傾角，改變泵的輸出排量。（ 8）機(jī)械 液壓式類似機(jī)液伺服系統(tǒng)，如 CY14-1B 系列泵中的伺服變量控制。（ 9）電氣 液壓式 通常采用比例電磁鐵進(jìn)行控制，如用比例閥來(lái)控制變量泵的變量 液壓 缸，改變泵的排量，泵的排量與電磁鐵的電流成

26、正比。（ 10）液壓液壓式 如 HD 液控方式， 取決于先導(dǎo)控制壓力 pst的壓差， 液壓泵行程缸通過(guò) HD 控制裝置將控制壓力提供給液壓泵的變量活塞。泵斜盤和排量無(wú)級(jí)可變。每個(gè)控制管路對(duì)應(yīng)一個(gè)一定的液流方向。（ 11）閉環(huán) (有反饋式 ) 采用電液比例控制變量泵 （馬達(dá)）的出油口（或進(jìn)油口）裝有檢測(cè)其工作壓力p和流量 q的傳感器，對(duì)于液壓泵來(lái)說(shuō)，輸出特性就是輸出壓力p和流量 q的函數(shù) f(p、 q)，通過(guò)對(duì)所檢測(cè)到的流量和壓力信號(hào)進(jìn)行處理后根據(jù)工作需要控制變量泵的電液比例控制器工作，改變泵輸出的流量和壓力以達(dá)到液壓裝置所需的工作要求。（ 12）液壓 機(jī)械式通過(guò)先導(dǎo)液壓油提供恒定的先導(dǎo)壓力來(lái)操

27、控泵的變量機(jī)構(gòu)，通過(guò)改變控制壓力的大小來(lái)調(diào)節(jié)泵的排量，通常要比手動(dòng)省力。（ 13）液壓 電氣式這種方式是用電機(jī)械轉(zhuǎn)換元件如電磁鐵或電動(dòng)機(jī),通過(guò)液壓控制閥帶動(dòng)泵的變量機(jī)構(gòu)動(dòng)作，一般不如比例閥或伺服閥控制的變量調(diào)節(jié)系統(tǒng)精度高。表 1-4 液壓泵的變量調(diào)節(jié)(機(jī)械手動(dòng))名稱手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)械轉(zhuǎn)軸調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)s+s+- Vg- Vg-Vg運(yùn)行曲線+ Vg+ Vg+V gs-s-符號(hào)含義V g 特定排量； s 位移； 可調(diào)角度機(jī)械 手動(dòng)式，與位移成備注可調(diào)角度 ，可逆轉(zhuǎn) 機(jī)械 電氣式，帶電動(dòng)機(jī)正比表 1-5 液壓泵的變量調(diào)節(jié)（液壓 機(jī)械）-8精選文庫(kù)名稱直動(dòng)式液壓調(diào)節(jié) （與壓力有關(guān)）液壓調(diào)節(jié)（與行程有關(guān)）液壓

28、調(diào)節(jié)（與行程有關(guān)）t+sps+運(yùn)行- V g-Vg-Vg曲線+Vg+Vg+ Vgtssp-符號(hào)Vg 特定排量； pst 先導(dǎo)壓力； s 位移； 可調(diào)角度含義液壓 機(jī)械式， 與先導(dǎo)壓力液壓機(jī)械式， 與可調(diào)角液壓 機(jī)械式，與位移 s備注度 成正比成正比pst 成正比零位有死區(qū)表1-6 液壓泵的變量調(diào)節(jié)（液壓液壓式）名稱液壓調(diào)節(jié)（與壓力有關(guān)）液壓調(diào)節(jié)（與壓力有關(guān)）液壓調(diào)節(jié)（與行程有關(guān)）運(yùn)行曲線tttpsps+sp+- V g-Vg+Vg+Vgtpst-ps+V g符號(hào)Vg 特定排量； pst 先導(dǎo)壓力含義備注開環(huán)回路或反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，排量正比于液壓泵的先導(dǎo)壓力零位有死區(qū) 。-9精選文庫(kù)表1-7 液壓泵的

29、變量調(diào)節(jié)（液壓-電氣）名稱電動(dòng)調(diào)節(jié)，帶比例電磁鐵電動(dòng)調(diào)節(jié)，帶比例電磁鐵運(yùn)行曲線I+I-Vg+VgI-V g符號(hào)Vg 特定排量； I 先導(dǎo)電流含義備注使用比例電磁鐵，開環(huán)或閉環(huán)回路的排量與先導(dǎo)電流成正比表 1-8液壓泵的變量調(diào)節(jié)（液壓-取決于排量）名液壓調(diào)節(jié)，與流量有關(guān)液壓調(diào)節(jié)，帶伺服閥電子調(diào)節(jié)稱運(yùn)行曲線Up+HDsIV+-Vg-Vg+ Vg+ Vg-V g+VgVsI-U-符號(hào)Vg 特定排量； V s 定位排量； U 先導(dǎo)電壓； pHD 高壓； I 先導(dǎo)電流含義備與定位 排量 Vs 成正比，可反安裝電液伺服閥，排量與帶伺服閥電液控制，可反轉(zhuǎn)運(yùn)注轉(zhuǎn)先導(dǎo)電流 I 成正比行，電子放大器可實(shí)現(xiàn)控制功能

30、表 1-9 液壓泵控制器（液壓式）（一）名稱壓力調(diào)節(jié)器流量調(diào)節(jié)器壓力和流量調(diào)節(jié)器-10精選文庫(kù)pppHDHDHD運(yùn)行曲線qqq符號(hào)q 流量；pHD 高壓含義備注通過(guò)系統(tǒng)壓力適應(yīng)，保持泵的通過(guò)泵的流量適應(yīng)，保持機(jī)械式壓力調(diào)節(jié)器疊加在流流量恒定系統(tǒng)壓力恒定量控制上表1-10液壓泵控制器（液壓式）（二）名稱功率控制器總功率控制器壓力、流量調(diào)節(jié)器和功率控制器pp+ppHDHDHD1HD2運(yùn)行曲線qqq符號(hào)q 流量； pHD 高壓含義備注恒轉(zhuǎn)矩輸入下的（閉環(huán)）控在雙泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)， 通過(guò)壓功率控制器疊加在壓力和流制；功率 = 轉(zhuǎn)矩 ×轉(zhuǎn)速力相加實(shí)現(xiàn)功率自動(dòng)分配量調(diào)節(jié)器上表 1-11 各種液壓泵的

31、控制器名稱負(fù)載敏感式功率控制器壓力截止和負(fù)載敏感式功率壓力、流量調(diào)節(jié)器電子式控制器q p hydrppHDHD運(yùn)行曲線QQpsoilq soil符號(hào)含義pHD 高壓；q 流量；phydr 液體壓力； 電信號(hào)；psoil 需要的壓力； qsoil-11精選文庫(kù)需要的流量在負(fù)載敏感上疊加壓力調(diào)最大驅(qū)動(dòng)力受到功率控制備注節(jié)器，泵可根據(jù)負(fù)載進(jìn)行調(diào)電子式控制可作為液壓組合器的限制；泵的流量取決于式調(diào)節(jié)器的備選器件節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)表1-12 液壓馬達(dá)的變量調(diào)節(jié)（液壓式）名稱液壓調(diào)節(jié)（與先導(dǎo)壓力有關(guān)）液壓兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)pstpst運(yùn)行曲線VgminVgmaxVgminVgmax符號(hào)Vg 特定排量； pst 先導(dǎo)壓力含義備注與先導(dǎo)壓力pst 成正比兩點(diǎn)調(diào)節(jié)表 1-13 液壓馬達(dá)的變量調(diào)節(jié)（液壓電動(dòng)）電動(dòng)兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)名稱電動(dòng)調(diào)節(jié)（帶比例電磁鐵）（帶開關(guān)電磁鐵）II運(yùn)行曲線VgminVgmaxVgminVgmax符號(hào)Vg 特定排量； I 電磁鐵 線圈電流含義備注帶比例電磁鐵帶開關(guān)電磁鐵，兩點(diǎn)調(diào)節(jié)表 1-14 液壓馬達(dá)控制器名自動(dòng)控制，與高壓有關(guān)速度調(diào)節(jié)，次級(jí)控制液壓控制，與速度有關(guān)稱-12運(yùn)行曲線精選文