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液压系统原理节能措施

液压系统原理节能措施

作者:admin    来源:未知    发布时间:2020-06-16 18:34    浏览量:

节能是液压系统设计和使用的重要目标之一,液压系统的节能措施多种多样,通常采用在工作间歇中令液压泵卸荷、蓄能器作辅助油源、容积调速、负荷传感、二次调节、能量回收和贮存等措施实现节能的目的,其中简单易行且常用的措施是在液压系统的工作间歌令液压泵卸荷。

双泵供油液压子系统

所谓液压泵的卸荷是指液压泵以很低的功率运行,要么输出很小的流量,要么以很低的压力供油,此时液压泵所需要消耗的能量很小,因此系统节能。液压泵实现卸荷的方式很多,例如图2的液压子系统就是通过三位四通电磁换向阀的M型中位机能来实现液压泵的卸荷。能够使液压泵卸荷的三位四通电磁换向阀的中位机能有M型、H型、K型等。此外,图1给出的双泵供油回路也是--种采用顺序阀实现的液压泵卸荷方式。

图3采用先导式溢流阀和电磁开关阀的卸荷方式

采用先导式溢流阀和电磁开关阀实现的液压泵卸荷方式如图3所示,该回路中,当电磁开关阀的电磁铁通电时,先导式溢流阀的遥控口直接接油箱,此时相当于溢流阀的调定压力为零,液压泵泵出的油液直接回油箱,液压泵工作压力很低,消耗功率也很小。

负荷传感技术是一种用变量泵实现的、使液压泵的流量尽量与负戴所需要流量相远配的液压系统节能技术,目前主要应用手有多个执行机构同时动作的液压工程机械中.下面利用一个半结构示意图来说明负荷传感技术的工作原理。

负荷传感系统半结构示意图

图4所示半结构示意图是一个由变量液压泵、换向控制阀、单向阀、液压缸以及变量泵的变量机构组成的液压回路,其中变量泵采用柱塞泵形式,斜盘倾角由变量柱塞的工作位置调节,而变量柱塞的动作由一个高压补偿阀和一个压力流量补偿阀控制。该回路通过感受系统中压力、流量和负载的变化,从而调整液压泵的工作状态,使液压系统在尽可能高的工作效率下工作,即利用负荷传感技术实现节能的目的。

起始除段示意图

在系统启动阶段,如图5所示,换向控制阀不动作,液压泵出口压力很低,高压补偿阀阀芯和压力流量补偿阀阀芯在弹簧力推动下处于最左端,变量控制柱塞腔接油箱,在弹簧力作用下,变量控制柱塞处于最左端,柱塞泵斜盘倾角最大,液压泵以最大起始流量工作。

低压卸荷示意图

液压泵启动后,如果换向控制阀还没有动作,液压泵出口压力升高,使压力流量补偿阀左端液压油的作用力能够克服弹簧的预紧力时,压力流量补偿阀芯向右运动,变量控制柱塞腔通压力油,变量控制柱塞向右运动,直到使斜盘倾角减小到接近于零,液压泵不输出流量为止,此时称为低压卸荷,其原理如图6所示。

当换向控制阀动作后,压力流量补偿阀阀芯左侧感受液压泵出口压力,右侧感受液压缸进口即负载压力,由于阀芯右侧压力升高,使阀芯向左运动,变量柱塞腔油液经压力流量补偿阀阀口回油箱,变量柱塞向左运动,从而使斜盘倾角增大,液压泵输出流量增加,以满足负载流量需要。由于压力流量补偿阀阀芯两侧感受的是液压泵出口压力和负载压力的压力差,这一压力差在阀芯两侧产生的作用力与压力流量补偿阀弹簧的作用力相互作用,使得液压泵在工作过程中其出口压力与负载所需压力之差始终为压力流量补偿阀弹簧的调定压力,当压力差超过弹簧的调定压力时,液压泵变量柱寨向右动作,使液压泵输出流量减小:当压力差低于弹簧的调定压力时,液压泵变量柱塞向左动作,使液玉泵输出流量增加。因此压力流量补偿阀能够使液压泵的出山压力随着负载压力的变化而变化,其差值始终为一个设定值,同时由于液压泵出口压力和负载压力差也是换向控制阀进、出油口压力差,这--压力差恒定也使得流经换向控制阀的流量保持恒定,即在换向控制阀的任一开口下,流经换向控制阀的流量不受负载变化的影响。液压缸动作时系统工作原理如图7所示。

图7液压缸动作时系统工作示意图

当液压缸运动到行程端点时,液压泵出口压力不断升高,达到高压补偿阀弹簧的调定压力时,高压补偿阀动作,使变量柱塞腔接液压泵出口,变量柱塞向右运动,柱塞泵斜盘倾角减小到接近于零,液压泵输出很小的流量,只用于满足系统泄漏流量的需要,此时称为高压卸荷,其原理图如图8所示。

图8高压卸荷示意图

上述分析表明,利用负荷传感技术,通过压力流量补偿阀和高压补偿阀的动作,能够使液压泵的输出压力和流量始终与负载所需要的压力和流量相适应,最大限度地实现了节能的目的。

负荷传感液压系统原理图

如果用图形符号表示,上述负荷传感回路可表示为如图9所示的液压系统原理图,其中液压阀3是压力流量补偿阀,通过液压泵出口压力和负载压力之差的变化来调节液压泵的排量,以适应负载流量需要,并且使液压泵供油压力与负载工作压力之差始终小于某-值,从而避免了不必要的压力损失,最大限度地实现节能的目的。液压阀4是高压补偿阀,当液压缸运动到行程端点时,使泵排量减小到接近于零。

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