负载敏感变量泵在装载机液压系统上的应用与节能分析

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1、万方数据第l期(总第38期)2010年1月温体传动与控副nuidpoweTTransmissionandControlNo．1(SerialNo．38)Jan．2010负载敏感变量泵在装载机液压系统上的应用与节能分析★李晶洁贾跃虎孙志慧(太原科技大学机电工程学院山西太原030024)摘要：将A10VSO系列负载敏感变量泵应用到ZL50装载机工作装置液压系统中，并在不同的工况下对该液压系统进行了节能分析与功率损失计算。结果证明AIOVSO系列负载敏感变量泵驱动的装载机工作装置液压系统的功率损失较少。关键词：负载敏感变量泵；装载机

2、；工作装置液压系统；功率损失；节能中图分类号：THl37．3文献标识码：A文章编号：1672—8904(2010)01—0006—003引言装载机工作装置液压系统用于物料的提升和铲斗的翻转等功能，负载变化频繁且变化范同大。国内ZLSO装载机工作装置液压系统都南定量齿轮泵驱动，定量泵的输出流量不能根据负载的需求输出，只取决于发动机的转速。因此，液压系统存在很大的功率损失。为了减少这一功率损失，需使泵的输出功率与负载需求的功率相匹配，将负载敏感变量泵取代定量泵。其中，以某公司生产的A10VSO系列负载敏感轴向柱塞变量泵的应用最为典

3、型。1负载敏感变量泵的节能原理A10VSO系列负载敏感轴向柱塞变量泵的控制原理如图1所示：负载敏感变量泵3由变量泵3．2与集成在变量泵3．2上的负载敏感控制阀3．5、压力补偿阀3．4、变量油缸(3．1、3．3)组成。其中，负载敏感控制阀3．5的弹簧力较小，且阀芯位移在调节过程中并不大，所以近似认为负载敏感控制阀3．5的设定压力恒定。压力补偿阀3．4的弹簧设定压力为变量泵3．2的最高安全工作压力【11。负载敏感控制阀3．5通过控制节流4进出口压差△p来调节变量泵3．2的排量，从而使变量泵3．2的输出流量适应节流阀4调节所需求的流

4、量。当变量泵3．2的输出压力在其最高安全工作压力范围内时，压力补偿阀3．4在其右端弹簧力的作用下处于右位，变量泵3．2的输出压力等于负载压力加节流阀4的进出口压差△p，并自动适应负载压力的变化。当变量泵3．2的输m压力大于其最高安全工作压力时，压力补偿阀3．4处于左位。变量泵3．2输出}基金项目：太原市大学生创新项目(09122012)收稿日期：2009-09-07作者简介：李晶洁(1983一)女，研究生。3图1负载敏感变量泵控制原理图1一油箱；2一过滤器；3一负载敏感变量泵；3．1、3．3一变量油缸；3．2一变量泵；3．4一

5、压力补偿阀；3．5一负载敏感控制阀；4一节流阀的油液经过压力补偿阀3．4进入变量油缸3．3的无杆腔，使变量油缸3．3的活塞向左运动的同时带动变量泵3．2的斜盘向排量减小的方向运动，变量泵3．2的排量急剧下降，直到几乎为零。因此，A10VSO系列负载敏感变量泵驱动液压系统时，系统不存在溢流损失。虽然系统的节流损失依然存在，但由于节流阀两端压差△p恒定且较小(由负载敏感控制阀3．5弹簧压力设定)，因此系统的节流损失很小。负载敏感变量泵的控制特性如图2所示。Q‰pmp图2负载敏感变量泵控制特性曲线万方数据2010年1月李晶洁等：负载

6、敏感变量泵在装载机液压系统上的应用与节能分析72负载敏感变量泵在装载机上的应用采用AIOVSO系列负载敏感变量泵的ZL50装载机工作装置液压系统简化原理图如图3所示。图3负载敏感变量泵驱动的ZL50装载机工作装置液压系统简化原理图l一油箱；2一过滤器；3-负载敏感变虽泵；4一负载敏感多路阀；5一铲斗液压缸；6一动臂液，K缸负载敏感多路阀4由多路换向阀(4．2、4．6)与集成在多路换向阀(4．2、4．6)上的过载补油阀(4．3、4．5、4．8)、单向阀(4．4、4．7)、背压阀4．9等组成。其中，多路换向阀(4．2、4．6)利用

7、节流原理T作。过载补油阀(4．3、4．5、4．8)的作用是防止铲斗油缸5双向过载和动臂液压缸6下落时过载。单向阀(4．4、4．7)与背压阀4．9的作用是为动臂液压缸6和铲斗液压缸5的有杆腔补油，以提高装载机放臂和卸料的时间，同时保证液压缸不吸空[21。需要注意的是当铲斗液压缸5、动臂液压缸6同时工作时，变量泵3．2的输出压力只能与最高的负载压力相适应。为了使铲斗液压缸5和动臂液压缸6在各自需要的压力下工作，不出现干扰现象，就需要在负载压力较低的回路上采用压力补偿器。3负载敏感变量泵在ZL50装载机工作装置液压系统上的节能分析分

8、析的设定条件：泵的机械损失、容积损失以及各执行元件的功率损失不作为本文的分析内容，本文主要分析ZL50装载机工作装置液压系统在不同工况下因各部分的流量损失和压力损失而引起的功率损失。3．1节能分析负载敏感变量泵驱动的ZLS0装载机工作装置液压系统在4种典型T况下的功率损失分析