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1、.No6(Serial/No.7)第6期(总期第7期)流体传动与控制._Flui‘owerr,smissionanontNov2《X只2004年11月」PTradCrolAIOVSO变量泵节能技术及应用陈忠强苗丰(煤炭科学研究总院上海分院液压所天钥桥路1号上海20030),,:0丫50摘要基于定量泵液压系统的能耗分析对A1变量泵液压系统的节能原理进行了阐述并给出了一些有用的系统应用实例:;;关键词变量泵节能液压系统一1672一:TH1:B文:ISSN89(只(2《洲又)06一一以科中图分类号37文献标识码章编号CN31一1921/TH010:液压系统对能源的消耗主要
2、体现在两个方面下,这是能量转换的一种必然需;其一为电能的消耗其二是液压系统的工作介质即矿物油的消耗。不合理的。设计体现在上述两方面则加大了对能源的需求由于不合理的设计,系统的异常发热将导致电能的额外消耗,同时为了减少系统的发热则必需加大油,图1定t泵节流调速系统简化横型箱的容积从而增加了对矿物油的需求或由于采取·p、二p**冷却措施,不管是风冷还是水冷,都增加了电能的额口、尸:。系统的节流损失功率为外消耗液压系统的能耗水平正成为衡量一个系统:·p=尸,一尸:L设。()口计合理性的重要标志,,二;当满足条件凡尸时系统安全阀打开此时1;:分析的假定条件溢流损失功率尸为;
3、=·:尸尸*一,在(仇Q)为便于对液压系统的能耗进行分析本文中,。:,且此时泵的输出功率尸为定义液压系统的效率为系统回路的效率即执行机·二p;,。这里凡Q构的输人功率与液压泵输出功率的比便忽略了系统中原动机、液压泵、执行元件等的效率。该简,已R化主要是考虑到回路的效率才是评价系统构成优劣的标准,而其他因素则是影响系统构成优劣的标,而其他因素则是影响系统总效率的次要因素;准其仅代表了元件性能的优劣对能耗水平的影响必需指出的是上述定义的回路效率实际上应包含系统管路部分的沿程损失及局部损失,但由于上述能耗所图2定t泵节流调速系统能耗分布图占比重较小且与系统回路的相关性不大
4、,故分析时。,。图2为该系统的能耗分析从图2可见该系此因素不予考虑:统的能耗主要由三部分组成对负载所作的有效功2尸、节流损失尸、p*,:定量泵系统的能耗分析及溢流损失四者的关系如下二,+、+*凡尸尸尸本文对定量泵液压系统的能耗分析正是基于上,节流损失的实质是负载流量经过节流阀因为述假定条件,,压降而造成的能量损失或是泵的输出压力相对于如图1所示该系统为一定量泵节流调速系统。。负载压力的压力过剩而造成的能耗并且认与尸的尸。:简化模型液压泵的输出功率为之间存在如下关系:·p。=。。,口··:=A尸尸一尸:阴尸。:口k()执行机构的输人功率为,上述公式中k为与节流口形式有
5、关的流量系,,:2(洲)4一08一05数A为节流阀开口面积m为与节流口形式有关的收稿日期,,:作者简介陈忠强高级工程师煤炭科学研究总院上海分院液压所。指数2(X科年1月:A10VSO变量泵节能技术及应用陈忠强等溢流损失反映的是由于泵的输出流量相对于负载。速度有流量过剩而造成的能量损失._.3A10VSO变量泵节能原理ll}通,l过上述分析可以知晓最大程度的利用液压…盔【,[泵的输出功率并且减小节流损失及溢流损失便是。门}{实现变量泵节能的根本途径{-l。:.-e-一r一尹图4压力流t复合控制变皿泵调速系统简化横型32压力流量复合控制变量泵节能原理,如图4为一压力流量
6、复合控制变量泵调速系。统的简化模型压力流量复合控制变量泵很大程度上克服了恒。压变量泵的上述缺陷:主管路的其工作原理如下图3织恒压变l泵调速系统简化横型节流阀前后分别引出压力油至泵的流量控制阀阀芯3.1恒压变量泵节能原理两端,流量阀的弹簧力较小且预先设定(一般约相,,。如图3为一恒压变量泵调速系统的简化模型当于压力1一ZMPa)当输出的负载流量偏离设定,,,,*变量泵的变量压力p可以通过调节泵自带的压力值时例如负载流量偏大这时通过主管路节流阀。,的,,阀的弹簧刚度设定在系统未达到设定压力时相压差就会增大于是推动流量阀的阀芯右移泵主,,当于一定量泵系统,泵以最大流量输出
7、。当泵的输动变量缸进油推动泵的斜盘使之倾角减小直到输出压力达到设定压力时,负载的速度进人可调段。出的负载流量在节流阀上的压差重新与流量阀的弹。假定泵输出流量相对于负载的速度要求略大,则在簧力达到平衡为止由于流量阀的阀芯位移在整个,节流阀上的压力损失将增加,由于驱动负载的压力调节过程中并不大可以近似地认为流量阀的设定,:来驱动负载,此时压力阀的弹簧将受压缩,阀芯右压力是不变的且加到主管路节流阀两端的压差为。,,F移泵主动变量缸推动斜盘使之摆角减小输出流量=,,却节r八J相应减小直至系统压力恢复到设定值压力阀重新,、,;FA。其中为流量阀的弹簧力为阀芯的有效回到初始
