在控制滑阀上设置两根弹簧4和5,其中内弹簧4在初始位置时不受任何压缩。在控制滑阀上移的初期,仅外弹簧5起作用。作用在滑阀上的液压力与弹簧5的弹性力相平衡。当滑阀移过一段距离后,弹簧4开始受压缩,两个弹簧力之和与液压力相平衡。由于上述两个弹簧的作用,泵的流量-压力特性为图4-20所示的折线。适当选择图4-20中直线ab和bc的斜率及截距(即弹簧4、5的刚度及预压缩量),可使泵的流量-压力特性曲线与 双曲线相近似,即pq=const(常数),表示泵的输出功率近似不变,故称为恒功率机构。
图4-21所示为一种功率匹配控制方式的原理。它由液动功率匹配阀1、电液比例阀2、梭阀3和变量控制活塞4组成。梭阀的作用是使变量控制活塞向左或向右运动时通向功率匹配阀的控制油压始终为负载压力pl。假如比例阀的压力损失调定为△po,则当功率匹配阀处于平衡状态时,泵的工作压力ps等于液压缸或液压马达(图中为液压缸)的负载压力pl与比例阀压力损失△po之和。当负载压力发生变化时,泵的工作压力也相应变化,但始终与负载需要相匹配,不产生很大的压力损失。比例阀的压力损失由功率匹配阀 弹簧的压紧力设定。如比例阀的压力损失大于调定的△po值,这意味着通过比例阀的流量过大,则功率匹配阀芯受力不平衡而左移,操纵变量控制活塞使泵的排量减小。最后,比例阀的压力损失恢复到△po, 通过比例阀的流量恢复到调定值。连续改变比例阀的工作 电流以控制其阀口开度即能连续成比例地控制泵的输出流量以满足系统需要。这种控制方 式不产生溢流,泵的输出压力及流量始终与液压系统的要求相匹配(适应),故系统效率 高,能量损失及系统发热均很小,节能效果显著,特别适合大功率液压系统采用。
e. 液控双向变量变量机构如由受控油压通过液压缸来推动,便为液控变量。图4-22 所示为利用换向阀控制双杆变量缸构成的液控双向变量泵原理。当三位四通电磁换向阀3处于中位时,变量缸两腔均接油箱,在两侧复位弹簧作用下,变量缸平衡,主泵1的排量 和吸、压油方向不变。当阀3切换至左位或右位时,外控油源的压力油经阀5和3进入变 量缸的左腔或右腔,另一腔回油,主泵的吸、排油口便互相更换,实现双向变量。如用机械方法调整变量活塞的两个极限位置,则可控制变量活塞在正、负方向上的行程,因而一次调定(在运行过程中不能调整)泵在正、负方向上的流量大小。这种泵主要用于闭式液 压系统,使液压缸或马达换向。
简单的液控只能是开环控制,通过各种控制阀及液压回路等可形成闭环控制,组成各种不同机能的变量泵。
f. 复合控制变量图4-23 所示为由电液比例阀(或电液伺服阀)进行控制,并采用被控量电反馈组成的复合控制变量泵。控制阀为电液比例(或伺服)控制二位三通预开口滑阀,接受来自控制放大器的输入电流。放大器的输入电压信号由信号处理单元——调节器给定。调节器能够设定变量活塞位置x 、负载流量q 、负载压力p 及泵的输出功率等模拟量的输入电压信号Ux 、Uq 、Up 和 Upg, 同时也能接受x 、q 、p的反馈电压信号,并具有相应的信号处理功能。通常,在调节器内设置PID 调节单元及系数修正和补偿运算单元,以提高泵的综合控制性能。
采用电反馈可使泵的变量调节机构得到简化,其工作原理也仅仅归结为控制滑阀对变量活塞的速度和位移的控制作用。
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