图4 功率曲线[4]
图5 功率反馈机构[4]
应当指出在整个调节过程中,阻尼孔10起着至关重要的过程,若是没有这个阻尼孔,整个系统将处于“瘫痪”的状态。在原理图上,功率阀5画成了溢流阀的符号,此处的功率阀5实际上是带有反馈功能的溢流阀,如图3和图5所示,研究表明适当增加功率阀5的三角槽个数,可以减小泵的最小功率,从而改变静态工作曲线,在一定程度上增大泵的功率控制范围[2]。
川崎K3V恒功率轴向柱塞泵日本川崎公司的K3V轴向柱塞泵泵调节器,采用的是机械反馈结构,K3V具有总功率控制、变功率控制、负流量控制、最大流量两端控制等等,控制方式极其丰富,这里限于篇幅不在对其变量过程展开进行研究。K3V泵调节器设计精巧,对于一位机械或者液压工程师来说,应该来说很具有吸引力。K3V的总功率控制、变功率控制是建立在恒功率控制的基础上实现的,其恒功率曲线最终通过双弹簧逼近来实现。
图6 K3V变量机构
力士乐A11VO恒功率轴向柱塞泵其工作原理是:当泵功率未达到调定的恒功率值时,p、A和a的乘积(力矩)小于输入的Fb(F为弹簧设定值产生的弹性力),变量阀1处于右位,排量最大,此时泵的输出排量最大。假如工作压力超过了弹簧的设定值,即当pAa大于Fb时,在摇杆处的杠杆长度减小,作用在杠杆5上的顺时针力矩大于逆时针力矩,杠杆使变量阀芯移动,压力油进入大变量缸3,使排量有所减少,直至重新回到逆向力矩等于小于顺向力矩的状态。工作压力可以按排量减少量的相同比例增加,使驱动功率不会被超过,从而保持泵的输出功率为常数[3]。
图7 A11VO轴向柱塞泵
采用双弹簧结构和采用杠杆结构来实现恒功率变量,是在实际生产中应用较普遍的恒功率实现方式。从上面可以看出CY、A10VO、K3V、A11VO均采用了反馈结构,只不过反馈的形式及反馈机构有所不同而已。
CY、A10VO、K3V恒功率曲线最终都是通过双弹簧结构逼近来实现的,而A11VO巧妙的采用了杠杆的结构,功率曲线更接近双曲线。笔者认为,杠杆结构的发明应该是“传统”恒功率家族比较有突破意义的创新。
除去上面几种比较典型的产品,Paker、Oilgear等品牌产品的恒功率实现方式在原理上与上面几种还有所不同,限于篇幅不再详述。
选自 iHydrostatics。
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