当泵的工作压力pd<po时,滑阀1的开度x=0,差动变量活塞2大直径端的压力p=0, 在小直径端油压pa的推动下,活塞2将斜盘推向γ最大的位置,使泵保持最大流量qmax[图4-16(a) 中的水平线ab]。当泵的工作压力增大到泵的给定值,即pa=po时,滑阀1左端的液压推力paAe 将克服弹簧力Fs,把阀口打开,形成一开度为x的可变节流口,它和固定节流器K构成串联阻力回路。利用该阻力回路可控制差动变量活塞2的大端压力p: 当开度x增大,压力p升高,当x增大到一定程度,压力p便能推动差动变量活塞2向上移动,带动斜盘,使γ减小,泵的流量也随之减小。因先导控制滑阀1不直接推动斜盘,只是对推动斜盘的差动变量活塞2起控制作用,故尺寸可做得非常小, 因此弹簧3的刚度也很小。所以当pa=po时,控制滑阀1的阀口开度,在理论上可以是任意的,差动变量活塞位置及斜盘角γ也都具有任意性。这表示当pa=po时,泵可能在q=0到q=qmax之间的任一流量下工作[图4-16(a)中的恒压线bc]。如果外部负载过大,要求泵的压力pa>po,则泵是不能工作的。因为当pd 达到po并有继续升高的趋势时,控制滑阀1的开度x 早已达到最大,差动变量活塞大端压力也达到最大,将斜盘推到γ=0的位置,使输出流量为零。在实际应用中需采用带节流阻力的负载与恒压泵在恒压区匹配工作。图4-16(a)中的曲线①、②、③是三条节流负载的阻力-流量特性曲线,它们和bc 恒压线交于d 、e 。节流负载的特点是不要求固定的压力,一个工作压力便对应一个确定的流量,而且随压力的增高流量也增大。这样一来,节流阻力-流量特性曲线②、 ③和恒压泵的恒压特性线bc的交点d、e 便是稳定的工况点。形成这些工况点的过程是假如受干扰,工作点偏移,例如工作点d 沿阻力-流量特性曲线移到d点,流量增大,泵 的工作压力也随之高于po, 这样就破坏了控制滑阀1的受力平衡状态,接着出现阀口开度x 增大、差动变量活塞大端压力增大、斜盘角γ减小使流量减少。这个反馈过程一直要 到工况点恢复到原来的d点为止。由此可见,恒压变量泵确实能提供一个压力为po 的恒压油源。图4-17为恒压变量泵的实际特性曲线,调节控制弹簧改变F。即可得到压力不同 的恒压特性。恒压变量泵可用于液压系统保压,输出流量只补偿系统泄漏;用作电液伺服系统的恒压油源;用于节流调速系统。
如调压机构由比例电磁铁代替,控制阀为电液比例阀,则可构成电液比例恒压控制泵,泵的工作压力与比例电磁铁的输入控制电流成正比。
c. 恒流量控制 图4-18所示为传统压力控制型的恒流量控制机构原理。恒流控制阀上设置一薄刃形节流口2作为流量检测元件,它将流量变化转化为压力变化信号以控制阀芯1的位置。当由于某种原因使泵的实际输出流量减小时,节流口的压差△p(=p₁-p)降低,弹簧3的弹性力大于液压力而使阀芯1左移。因而a口的高压油经流道b进入变量控制活塞4的右端,使变量机构移动,故泵的排量增加。由于采用恒流量控制,当泵在任何压力下(即容积效率不同)工作时,其输出流量均可保持恒定。对于柱塞泵而言,因其容积效率相当高,当转速恒定时,在一定精度范围内,定排量即具有恒流量的作用。对于驱动泵的原动机转速变化相当大的场合(如内燃机驱动),恒流量泵能在一定转速变化范 围内保持泵输出流量基本恒定。
d.恒功率变量和功率匹配变量 功率匹配(也称功率适应)的控制方式可使变量泵 的工作压力及输出流量同时与系统的需求相适应,以提高系统效率。
图4- 19(a) 为一种恒功率(带伺服放大)变量泵的变量机构。伺服滑阀2装在变量活塞1内,故伺服滑阀和变量活塞构成直接的位置反馈关系。来自泵出口的高压油通过单向阀9进入变量活塞下腔室a,并通过变量活塞中的孔道b引至滑阀的d 腔 和c 腔 [图4-19 (c)].控制活塞在d 腔的承压面积为(π/4)(d2-d²),此承压面积上的液压力与伺服滑阀上的弹簧力相平衡。如液压力大于弹簧力,则滑阀上移,变量活塞上腔 的油液通过孔道f 再经被打开的控制阀口及中心孔h 至回油腔,因而活塞上腔压力下
降。当变量活塞上腔压力下降到pi≤p(A₂/A₁)时 (A₁ 、A₂分别为变量活塞上、下端面承压面积),变量活塞上移,并推动变量机构使泵变量。
图4-19 恒功率(带伺服放大)变量机构
1一变量活塞;2—伺服滑阀;3—芯轴;4—内弹簧;5—外弹簧;6,7一弹簧套;8一调节螺钉;9一单向阀;
a—活塞下腔室;b,f 一通道;c,g— 环槽;d 一腔室;e— 活塞上腔室;h— 滑阀中心孔
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