流体机械调节与控制技术(000004).ppt

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1、流体机械调节与控制技术主讲吴晓明24学时机电控制工程（24学时）Dr.吴晓明3.7液压变量马达变量调节目前只有几种液压马达既能达到很低的转速，又能达到1000r/min以上的高速。液压马达可分为高速液压马达（500~10000r/min）及低速液压马达（0.5~1000r/min）。液压马达输出的转矩，取决于马达的排量和压差。低速大扭矩液压马达（LSHT）在低速时产生较大的输出转矩。液压马达的功率输出，取决于马达的流量和压差。液压马达的功率直接地正比于转速，在需要高功率输出的场合，适宜选用高速马

2、达。而采用变量马达，可以达到功率匹配节能降耗的目的。3.7.1HD型液压控制图3-89HD液控变量职能原理图1—伺服阀2，3—单向阀4—调压弹簧5—反馈弹簧6—反馈杆7—变量缸3.7.1HD型液压控制液压马达起始排量为最大排量向液压马达的A、B工作油口的任一油口提供压力油时，压力油都能通过单向阀2或3进入变量缸7的有杆腔，即变量缸小腔常通高压。当X口先导控制压力升高，先导控制压力油作用在先导压力控制伺服阀1的阀芯上的力将克服调压弹簧4和反馈弹簧5的合力，推动先导压力控制伺服阀阀芯向右移动，当先导

3、控制压力升高至液压马达变量起始压力时，阀1将处于中位。3.7.1HD型液压控制如果先导控制压力继续升高，伺服阀芯将进一步右移，伺服阀1处于左位机能，液压马达工作压力油经伺服阀1进入变量缸无杆腔。由于变量活塞7两端面积不相等，当两端都受压力油作用时，变量活塞7将向左运动，固定在变量活塞上的反馈杆6将带动配流盘及缸体摆动，使缸体与主轴之间的夹角减小，从而使液压马达排量减小。同时，反馈杆6压缩反馈弹簧5，迫使伺服阀1的阀芯向左移动直到伺服阀1回到中位，变量缸无杆腔的油道被封闭，液压马达停止变量将处于一

4、个与先导控制压力相对应的排量位置。这属于位移——力反馈，利用变量活塞的位移，通过弹簧反馈使控制阀芯在力平衡条件下关闭阀口，从而使变量活塞定位。3.7.1HD型液压控制当X口的控制压力降低，伺服阀芯上的力平衡被打破，弹簧力大于液压力，伺服阀1将由中位机能变为右位机能，变量缸无杆腔变为低压，在有杆腔压力油的作用下，变量活塞将向右运动，固定在变量活塞上的反馈杆6将带动配流盘及缸体摆动，使缸体与主轴之间的夹角增大，从而使液压马达排量增大。同时，由于反馈杆6随变量活塞向右移动，反馈弹簧5压缩量将减少，反馈

5、弹簧作用在伺服阀1阀芯上的力将减小，伺服阀芯向右移动直到伺服阀1处于中位（在图3-89中未画出），变量缸7大腔的油道被封闭，液压马达停止变量。综上所述，当先导控制压力在变量起始压力和变量终止压力之间变化时，液压马达排量将在最大和最小之间相应变化。3.7.1HD型液压控制图3-90HD控制特性曲线3.7.2HD1D型液压控制+压力切断控制图3-91HD1D液压控制职能原理图1—伺服阀2—调压弹簧3—反馈弹簧4—反馈杆5—变量缸6—变量缸活塞7—压力切断阀8，9—单向阀3.7.2HD1D型液压控制+

6、压力切断控制HD1D型控制是在HD型控制基础上增加了一台压力切断阀7而成的。当液压马达工作压力低于切断压力设定值时，压力切断阀7处于右位机能，此时压力切断阀7仅相当于是伺服阀1与变量缸6大腔之间的一段油液通道，液压马达完全受先导压力的控制。当液压马达工作压力升高，达到切断压力设定值时，压力切断阀7将处于中位机能位置，此时，变量缸无杆腔油路被封闭，液压马达将保持当前的排量。当液压马达工作压力继续升高，压力切断阀7将处于左位机能位置，使变量缸无杆腔与低压油路接通，变量缸6活塞将在小腔压力油的作用下向

7、右移动，使液压马达排量增大。3.7.2HD1D型液压控制+压力切断控制众所周知，如果由于负载转矩的缘故或由于液压马达摆角减小而造成系统压力升高，在达到恒压控制的设定值时，液压马达摆向较大的摆角。由于增大排量导致压力减小，控制器偏差消失。随着排量的增加，液压马达产生较大的转矩，而压力保持常值，此值的大小可通过改变压力控制阀7上弹簧的预压缩值确定。液压马达的输出转矩是根据负载的需要而决定的，即对于一个确定的负载来说，所需的马达扭矩也是确定的，而液压马达输出转矩是其排量与进出口压差的乘积，在液压马达工

8、作压力高于切断压力设定值的情况下，压力控制阀7一直处于左位机能，液压马达排量持续增大，直到液压马达工作压力下降到与切断压力设定值相等，压力控制阀7回到中位机能位置，液压马达停止变量。总之，液压马达的压力切断控制功能就是根据外部负载的变化自动改变液压马达排量，从而使液压马达的工作压力保持在设定范围之内。3.7.2HD1D型液压控制+压力切断控制先导压力控制与压力切断控制之间的关系是：先导压力控制和压力切断控制不能同时对液压马达起控制作用，在液压马达工作压力低于切断压力设定值时，液压马达将完全由先导