恒功率控制柱塞泵变量特性的设计及特点

　　活应用技术研究恒功率控制柱塞泵变量特性的设计及特点太原润滑液压研究所常若薇“随输出压力的降低而增大，泵的输出功率基本恒定。这使原动机能充分发挥其能力，减少功率消耗。恒功率变量特性的设计计算是实现泵的变量性能的基本保证。

　　1A7VLV恒功率变量泵结构及控制原理A7VLV恒功率变量泵属斜轴式柱塞泵，主要结构如所示。其主要由主轴1、柱塞副2、缸体3、配流盘4和变量机构等组成。工作原理是：原动机带动主轴1转动，装在主轴盘上的柱塞副拨动缸体转动。缸体上有7个等分的柱塞孔，柱塞副在缸体孔中作往复运动。缸体轴线相对主轴线有一夹角时，随着主轴的转动，缸体孔中柱塞副的行程有所改变。当柱塞孔容积由小变大时，通过配流盘的低压侧从泵的吸油口吸入液压油，当柱塞孔的容积由大变小时，通过配流盘的高压侧从泵的压油口排出压力油。主轴旋转1周，7个柱塞副在缸体孔中各往复运动1次，连续进行吸油、排油，从而使原动机输入的机械能转变为液压能。

　　I一主轴；2?柱塞副；3 6?变量活塞；7?传动杆；8一弹簧顶杆；A?油缸A腔；B?油缸B腔恒功率柱塞泵结构图A7VLV轴向柱塞泵恒功率变量机构主要由变量壳体5、变量活塞6、传动杆7、小活塞8、阀套9、控制阀芯10、大弹簧11、小弹簧12、调节弹簧13、弹簧顶杆14等组成。恒功率变量机理为：由变量壳体形成的变量活塞油缸A腔常通压力油，使变量活塞带动传动杆使缸体、配流盘处于大摆角位置，同时压力油经端盖通道作用在小活塞上，当作用在小活塞上的液压力大于弹簧11预压力和调节弹簧13的压力总和时，弹簧顶杆14顶着控制阀芯10向下运动，此时阀芯打开，高压油进入B腔，则变量活塞6在液压差动力的作用下推动着传动杆7带动缸体、配流盘绕O点转动，减少摆角Y从而压缩大弹簧11、小弹簧12使泵的输出流量减少，达到新的平衡。同时弹簧11使控制阀芯复位，实现了行程反馈。当泵的输出压力继续升高时，上述过程再次重复，流量进一步减少。当缸体摆角减小到一定值时，小活塞的液压力必须克服大弹簧11、小弹簧12、调节弹簧13的合力，控制阀芯才能再一次开启，进一步减小缸体摆角，减少泵的流量。

　　2恒功率变量特性的设计计算2n巧常数。

　　P一一泵的输出压九MPa；Q泵的输出流量，L/min n??泵的总效率。

　　假设n为一定值，常数，则P、Q应呈双曲线关系。

　　但实际的恒功率变量采用了弹簧控制的变量机构，只能近似地保证泵的恒功率值。在设计计算变量弹簧时应使其特性近似符合双曲线关系，特性曲线见。分别是25、50 额定输入功率的恒功率曲线。

　　进修大学机电一体化专业毕业，工程师，030009太原市解放咿/则），则泵的恒功率值为50额定功率时：50 =户2八61.2），满足该式的户、2?定在50额定输入功率的斜轴泵的理论排量为：q Z??柱塞数；D主轴分布圆直径，cm；Y??缸体相对主轴的夹角。

　　变量泵的排量为q时，倾角Y与活塞行程S有以下关系：r??主轴中心至拨销中心的距离。

　　将（2）式、（3）式代入（1）式得：小活塞的面积为A0故控制活塞的推力将（5）式代入（4）式可得出变量活塞行程与小活塞的推力关将不同的压力值P代入⑶式、⑷式分别作出25 额定输入功率的恒功率曲线Li、L2如所示。

　　0大工作载荷调节弹簧13其刚度可根据结构尺寸确定调节弹簧不改变泵特性曲线斜率只改变恒功率值的大小。

　　3恒功率变量泵的特点该泵的特点是在转速一定的条件下，泵的流量随输出压力的升高而减小，随输出压力的降低而增大泵的输出功率基本保持恒定。它的显著特点是可减小原动机的驱动功率，使液压设备体积小，重量轻原动机经常处于满负荷工作，故原动机效率高、功率因素高，从而降低了功率消耗。恒功率泵随着液压系统外负荷的增大可自动降低其输出，使泵能很好地适应外负荷的变化，既节能又高效，还可实现压力安全保护，是一种高适应的变量柱塞泵。

　　（责任编辑薛培荣）（上接第52页）欢迎订阅2002年《太原科技》