變量泵的原理及應(yīng)用匯總

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(lèi)泵的主要應(yīng)用現(xiàn)狀類(lèi)別類(lèi)型應(yīng)用優(yōu)勢(shì)應(yīng)用弱點(diǎn)主要應(yīng)用領(lǐng)域齒輪泵外嚙合式使用壓力在21MPa以下，價(jià)格低，體積小，污染敏感度相對(duì)低，允許轉(zhuǎn)速較高效率最低，不能變量，噪聲較大，最大變量比其它兩種形式小農(nóng)業(yè)機(jī)械工程機(jī)械內(nèi)嚙合式(模塊式、擺線式)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)更強(qiáng)價(jià)格高于外嚙合，性能在主要方面改善

3、不突出，生產(chǎn)廠商少，可選擇性差葉片泵雙作用式噪音低，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)，聯(lián)軸器連接容易，使用壽命長(zhǎng)不能變量，最低轉(zhuǎn)速有限制(不允許低于600r/min)，價(jià)格中等塑料機(jī)械機(jī)床鍛壓機(jī)械單作用式變量中價(jià)格最低，只要壓力符合應(yīng)優(yōu)選，但一般只用于恒壓變量應(yīng)用壓力很低，一般在10MPa左右，最高使用壓力才18MPa，目前采用漸少，幾乎被淘汰柱塞泵軸向式斜盤(pán)式使用壓力超過(guò)31.5MPa，變量形式豐富，能實(shí)現(xiàn)變量的智能化與網(wǎng)絡(luò)化，通軸型式便于與回路組合，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(功

4、率質(zhì)量比大)，總效率高 價(jià)格貴，自吸性差，對(duì)污染敏感，維護(hù)維修要求高工程機(jī)械運(yùn)輸機(jī)械冶金機(jī)械斜軸式使用壓力是所有泵中最高的，排量大，轉(zhuǎn)速高，排量大，轉(zhuǎn)速高，這三項(xiàng)性能均優(yōu)于其它類(lèi)型泵，可用于閉式回路不能通軸，外形尺寸大，回路組合與安裝布置不便，維修拆卸要求較高徑向式使用壓力可超過(guò)斜軸泵，可通徑，壽命最長(zhǎng)，變量型式與斜軸式相當(dāng)，在液壓馬達(dá)方面優(yōu)勢(shì)明顯外徑偏大，允許轉(zhuǎn)速偏低，在某種情況下不便于安裝布置圖1-1 三大類(lèi)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(lèi)，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)

5、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(lèi)，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)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(méi)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

6、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

7、出流量滿足工作要求。在輸出流量為零的情況下，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)上使用。.2 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(lè)(Bosch Rexroth)公司又推

8、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(lè)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°。該公司還開(kāi)發(fā)了A7VO系列泵，該泵為錐形連桿活塞式，排量為281000mL/r，最高壓力為40MPa。在A7V和A7VO基礎(chǔ)上，博世力士樂(lè)公司還開(kāi)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50.260.3mL/r，額定壓力為42MPa，最高壓力為50MPa，供小型液

9、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(lè)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(kāi)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(pán)式軸向柱塞泵與馬達(dá) 這是對(duì)1905年哈維·威廉(H

10、arvey 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(kāi)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(pán)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(pán)泵和馬達(dá) 重載斜盤(pán)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4050MPa結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的斜盤(pán)泵和馬達(dá)。閉式回路用斜盤(pán)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)

11、上共同裝有閉式系統(tǒng)用全套集成閥，用戶(hù)只要連接兩根管道，就能使該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，如振動(dòng)壓路機(jī)、水泥攪拌車(chē)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)?，F(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(lèi)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(lè)公司、林德公司等。其中美國(guó)公司都是斜盤(pán)泵-斜盤(pán)馬達(dá)閉式系統(tǒng)，德國(guó)博世力士樂(lè)公司是斜盤(pán)泵彎軸馬達(dá)閉式系統(tǒng)

12、，而林德公司既有斜盤(pán)泵斜盤(pán)馬達(dá)閉式系統(tǒng)，也有斜盤(pán)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(kāi)式系統(tǒng)用斜盤(pán)泵 通常，開(kāi)式系統(tǒng)泵相對(duì)于閉式系統(tǒng)泵有更高的要求，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(kāi)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(kāi)式系統(tǒng)泵，如博世力士樂(lè)公司的A4SVO開(kāi)式系統(tǒng)泵就是由閉式系統(tǒng)泵A4V基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的；林德公司HPR202系列開(kāi)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(kāi)式系統(tǒng)重載斜盤(pán)泵

13、。（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。 發(fā)展趨勢(shì)電子排量泵是當(dāng)前正在開(kāi)發(fā)的一種液壓泵變量控制的方式，其控制原理可見(jiàn)圖1-2及圖1-3。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

14、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(pán)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

15、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<±2EDC（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(hù)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。 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

16、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

17、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(shū)討論的范疇。 容積調(diào)節(jié)變量泵的基本類(lèi)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

18、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(chēng)為變排量泵，甚至直接稱(chēng)為變量泵。在20世紀(jì)6070年代，一般工程技術(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(lèi)“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(lèi)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(lèi)，特別是從功能上進(jìn)行分類(lèi)，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(lèi)

19、，表1-2所示是常見(jiàn)的分類(lèi)方法。表1-2 容積調(diào)節(jié)變量泵的分類(lèi)按外部操縱方式手動(dòng)，機(jī)動(dòng)，電動(dòng)，液動(dòng)，電液控制屬于外加信號(hào)控制變量按調(diào)節(jié)方式排量，壓力（恒壓），流量（恒流），恒功率，各種復(fù)合控制泵的基本參數(shù)按一定規(guī)律自動(dòng)實(shí)現(xiàn)變化按適應(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，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

20、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)饔?，依靠自?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(lèi)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。總結(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

21、分必要的，這對(duì)于液壓系統(tǒng)的開(kāi)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(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。液壓變量泵（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(kāi)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(kāi)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

22、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(lèi)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(lèi)型 指開(kāi)式回路還是閉式回路，變量泵也因此分開(kāi)式回路變量泵和閉式回路變量泵。通常，開(kāi)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(kāi)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(kāi)式系統(tǒng)用泵，如博世力士樂(lè)A4SVO開(kāi)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(kāi)式

23、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型軸向泵也是屬于開(kāi)式系統(tǒng)重載斜盤(pán)泵。（2）傳遞動(dòng)力的同(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(lèi)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

24、狀。（5）開(kāi)環(huán)(無(wú)反饋式) 泵輸出的壓力或流量是開(kāi)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(kāi)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(kāi)度，從而推動(dòng)變量調(diào)節(jié)液壓缸調(diào)節(jié)泵的斜盤(pán)傾角，改變泵的輸出排量。（8）機(jī)械液壓式 類(lèi)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正比。（10）液

25、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(pán)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

26、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(chēng)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)運(yùn)行曲線符號(hào)含義 Vg特定排量；s位移；b可調(diào)角度備注機(jī)械手動(dòng)式，與位移成正比可調(diào)角度b，可逆轉(zhuǎn)機(jī)械電氣式，帶電動(dòng)機(jī)表1-5 液壓泵的變量調(diào)節(jié)（液壓機(jī)械）名稱(chēng)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)）液壓調(diào)節(jié)（與行程有關(guān)）運(yùn)行曲線符號(hào)含義 Vg特定排量；pst先導(dǎo)壓力；s位移；b可調(diào)角度備注液壓機(jī)械式，與先導(dǎo)壓力pst成正比液壓機(jī)械式，與可調(diào)角度b

27、成正比液壓機(jī)械式，與位移s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(chēng)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)行曲線符號(hào)含義 Vg特定排量；pst先導(dǎo)壓力備注開(kāi)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)。表1-7 液壓泵的變量調(diào)節(jié)（液壓-電氣）名稱(chēng)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)行曲線符號(hào)含義 Vg特定排量；I先導(dǎo)電流備注使用比例電磁鐵，開(kāi)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）名稱(chēng)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)運(yùn)行曲線符號(hào)含義 Vg特定排量；Vs定位排量；U先導(dǎo)電

28、壓；pHD高壓；I先導(dǎo)電流備注與定位排量Vs成正比，可反轉(zhuǎn)安裝電液伺服閥，排量與先導(dǎo)電流I成正比帶伺服閥電液控制，可反轉(zhuǎn)運(yùn)行，電子放大器可實(shí)現(xiàn)控制功能表1-9 液壓泵控制器（液壓式）（一）名稱(chēng)壓力調(diào)節(jié)器流量調(diào)節(jié)器壓力和流量調(diào)節(jié)器運(yùn)行曲線符號(hào)含義 q流量； pHD高壓備注通過(guò)系統(tǒng)壓力適應(yīng)，保持泵的流量恒定通過(guò)泵的流量適應(yīng)，保持系統(tǒng)壓力恒定機(jī)械式壓力調(diào)節(jié)器疊加在流量控制上表1-10 液壓泵控制器（液壓式）（二）名稱(chēng)功率控制器總功率控制器壓力、流量調(diào)節(jié)器和功率控制器運(yùn)行曲線符號(hào)含義 q流量； pHD高壓備注恒轉(zhuǎn)矩輸入下的（閉環(huán)）控制；功率=轉(zhuǎn)矩×轉(zhuǎn)速在雙泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)壓力相加實(shí)現(xiàn)功率自

29、動(dòng)分配功率控制器疊加在壓力和流量調(diào)節(jié)器上表1-11 各種液壓泵的控制器名稱(chēng)負(fù)載敏感式功率控制器壓力截止和負(fù)載敏感式功率控制器壓力、流量調(diào)節(jié)器電子式運(yùn)行曲線符號(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需要的流量備注在負(fù)載敏感上疊加壓力調(diào)節(jié)器，泵可根據(jù)負(fù)載進(jìn)行調(diào)節(jié)最大驅(qū)動(dòng)力受到功率控制器的限制；泵的流量取決于執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子式控制可作為液壓組合式調(diào)節(jié)器的備選器件表1-12 液壓馬達(dá)的變量調(diào)節(jié)（液壓式）名稱(chēng)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)運(yùn)行曲線符號(hào)含義Vg特定排量；pst先導(dǎo)壓力備注與先導(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)）名稱(chēng)電動(dòng)調(diào)節(jié)（帶比例電磁鐵）電動(dòng)兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)（帶開(kāi)關(guān)電磁鐵）運(yùn)行曲線符號(hào)含義Vg特定排量；I電磁鐵線圈電流備注帶比例電磁鐵帶開(kāi)關(guān)電磁鐵，兩點(diǎn)調(diào)節(jié)表1-14 液壓馬達(dá)控制器名