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齿轮油泵替代柱塞泵的性能与技术分析

文章出处:发表时间:2021-10-23 09:00:05

由于恒排量的结构限制,一般认为齿轮油泵只能作为恒流量液压源使用。然而,附件旋入式组合阀的方案对于改进其功能、降低系统成本、提高系统可靠性是有效的。因此,齿轮油泵的性能可以接近昂贵复杂的柱塞泵。

例如,直接泵上安装控制阀,可以消除泵与方向之间的管路,从而控制成本。减少管件和接头,可减少泄漏,提高工作可靠性。此外,安装泵本身上的阀门可以降低回路的循环压力,提高其工作性能。以下是一些可以改善齿轮泵基本功能的电路,其中一些电路经实践证明是可行的,一些是创新性研究。

卸载回路

卸载元件将组合高流量泵和低功率单泵。液体从两台泵的出口排出,以达到预定的压力和/或流量。此时,大流量泵将流量从其出口循环至进口,以减少泵至系统的输出流量,即,磁功率降低至略高于高压部件运行所需值的值。流量减少的百分比取决于此时卸载排量与总排量的比率。组合式或螺纹卸荷阀可减少甚至消除管道、导管、附件和其他可能的泄漏。

最简单的卸载元件是手动操作的。弹簧打开或关闭卸荷阀。当向阀门发出操作信号时,阀门的开关状态被切换。操纵杆或其他机械机构是操作该阀门的最简单方式。

先导控制(气动或液压)卸荷阀是操作模式的改进,因为它可以远程控制。它最大的发展是使用电动或电子关闭控制电磁阀,它不仅可以远程控制,而且可以由微型计算机自动控制。一般认为,这种简单的卸载技术是应用的最佳情况。

手动操作的卸荷元件通常用于需要大流量以实现快速操作和大流量以实现快速操作并减少流量以实现精确控制的回路中,例如快速伸缩臂回路。当回路卸载没有控制信号时,回路总是输出大流量。对于常开阀,正常条件下,回路将输出小流量。压力感应卸载是最常见的方案。弹簧作用使卸荷阀处于高流量位置。当回路压力达到溢流阀的预设值时,溢流阀打开,卸荷阀液压和压力的作用下切换到小流量位置。压力传感卸荷阀基本上是一个达到系统压力的自动卸荷元件,通常用于里程表拆分和液压台钳。

 

流量感应卸载回路中的卸载阀也被弹簧压到高流量位置。阀门中固定节流孔的尺寸根据设备最佳发动机转速所需的流量确定。如果发动机转速超过此最佳范围,节流孔压降将增加,从而将卸载阀移到低流量位置。因此,将大流量泵的相邻部件制成能够节流最大流量的尺寸,使回路能耗少、运行稳定、成本低。该回路的典型应用是将回路流量限制最佳范围内,以提高整个系统的性能,或限制机器高速行驶期间的回路压力。常用于垃圾车等。

压力流量感应卸载回路的卸载阀也被弹簧压到大流量位置。无论它是否达到预定的压力或流量,它都将卸载。设备可怠速或正常工作转速下完成高压运行。此功能可减少不必要的流量,从而降低所需功率。由于该电路具有广泛的负载和速度变化范围,因此常用于挖掘设备中。

具有功率集成的压力传感卸荷回路由两组微小变化的压力传感卸荷泵组成。两组泵由同一台原动机驱动,每个磁力泵接收另一台卸载泵的先导卸载信号。这种传感方法称为交互式传感,它可以使一组泵高压下工作,另一组泵大流量下工作。两个溢流阀可根据每个回路的特殊压力进行调整,以卸载一个或两个泵。该方案降低了功率需求,因此可以使用低成本、小容量的原动机。

优先流控制

无论泵速、工作压力或支管所需流量如何,固定式一次流量控制阀始终能够确保设备运行所需的流量。固定式一次流量阀(比例阀)将一次控制与液压泵结合一起,消除了管路和外部泄漏,从而降低了成本。这种齿轮泵回路的典型应用是汽车起重机上常见的转向机构,它消除了泵。

负载感应流量控制阀的功能与定值一次流量控制非常相似:即,无论泵速、工作压力或分支泵需求流量如何,都提供一次流量。但是,所示方案中,所需流量仅通过主油口提供给主油路,直到其最大调整值。该电路可以取代标准的一次流量控制电路,以获得最大输出流量。由于空载回路的压力低于固定值,一次流量控制方案具有低回路温升和低空载功耗。负载感应比例流量控制阀与主流量控制阀相同。其典型应用是动力转向机构。

旁路流量控制

对于旁通流量控制,无论泵速或工作压力如何,泵始终根据预定的最大值向系统供应液体,多余部分排放回油箱或泵的进口。该方案限制了系统的流量,使其具有最佳性能。本实用新型的优点是通过回路秤控制最大调节流量,降低成本;泵和阀门为一体,泵的旁通控制用于最小化回路压力,减少管道及其从地面的泄漏。

旁通流量控制阀可设计为一个介质球负载感应控制阀,用于限制工作流量(工作速度)范围。这种类型的齿轮泵回路通常用于限制液压控制以使发动机达到最佳转速的垃圾车或动力转向泵回路,也可用于固定机械设备。

干吸油阀

干式吸油阀是一种气动液压阀,用于泵的进油节流。当设备的液压为空时,只有很小的流量通过泵;当有负载时,全流量吸入泵。该电路可以消除泵与原动机之间的离合器,从而降低成本,降低空载功耗。因为通过电路的小流量维持设备的原动机功率。此外,泵空载时的噪音也降低了。干式吸入阀回路可用于任何由内燃机驱动的车辆(如垃圾装载卡车和工业设备)的开关液压系统。

液压泵方案的选择

目前,齿轮泵的工作压力接近柱塞泵的工作压力。组合负载感应方案为齿轮泵提供了可变负载的可能性,这意味着齿轮泵和柱塞泵之间原来清晰的边界变得越来越模糊。液压泵方案的合理选择的决定性因素之一是整个系统的成本。与昂贵的柱塞泵相比,齿轮泵因其成本低、电路简单、过滤要求低,已成为许多应用领域的实用方案。



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