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第章变量泵电液控制技术

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9.1变量泵控制方式及其用

变量泵可以通过排量调节来适机械在作业时的复杂工况要求，由于其具有明显的优点而被泛使

用。变量泵的控制方式多种多样，主要有压力切断控制、功率控制、排量控制和负载敏感控制四基本

控制方式。通过这四种基本控制方式的组合，可以得到具有复杂输出特性的组合控制。

9.1.1压力切断控制

压力切断控制是对系统压力限制的控制方式，有时也简称为压力控制。当系统压力达到切断压力

值，排量调节机构通过减小排量使系统的压力限制在切断压力值以下，其输出特性如图9-1a所示。如

果切断力值在工作中可以调节则称为变压力控制，否则称为恒压力控制。图9-1b所示为压力切断控制

的典型实方式。当系统压力升高达到切断压力时，变量控制阀阀芯左移，推动变量机构使排量减小，

从而实现压力断控制。阀芯上的为液控口，可以对切断压力进行液压远程控制和电液比例控制。

Pr

一些液压工况复杂，作业中执行机构需要的流量变化很大，压力切断控制可以根据执行机构的调

速要按所需供油，避免了溢流产生的能量损失，同时对系统起到过载护的作用。

a输出特性b典型实现形式

图9-压力切断控制变量泵

9.1.2功率控制

功率控制是对系统功率限制的控制方式。当系统功率达到调定的功率值时，排量调节机构通过减

小排量使系统的功率限制在调定功率值以下。如果功率限制值在工作中可调则称为变功率控制，否则

称为恒功率控制。图中所示为力士乐恒功率泵的输出特性和具体实现结构。其工

9-2(Rexroth)A11VO

作原理如下：

变量油缸和复位油缸分布置在泵体两侧，对变量机构进行差动控制，其中面积较大的变量油缸

的压力受到变量控制阀的控制。作用在小活塞上的系统压力经摇杆在控制阀芯左侧作用推力，而阀

F

芯右侧受到弹簧力的作用。由于小活塞装在与变量机构一起运动的复位活塞上，所以摇杆对阀芯的推

力为

F=PAL/L2(1)

式中：为系统压力；为小活塞面积；

PAL为小活塞到摇杆铰点的距离；为变量控制阀杆到摇

1L2

杆铰点的距离。

当摇杆推力大于弹簧推力时，阀芯右移，使泵的排量减小，从而维持摇杆推力为近似常数。根据

式可知，摇杆推力正比于

(1)PL，而正比于油泵排量，因此实现了对变量泵的功率的限制假定油

1L1(

泵转速不变。有时为了简化控制结构，常采用近似功率控制方式，常用双弹簧结构控制变量机构位置。

)

图所示为川崎系列变功率控制泵的输出特性和具体实现结构。其中控制阀阀芯位

9-3(Kawasaki)K3V

置是通过系统压力与双弹簧弹力的平衡决定的，而变量机构跟随阀芯一起运动，这样就可以利用双弹

簧的变刚度特性用折线近似双曲线。

图9-2恒功率控制变量泵

图9-3变功率控制变量泵

功率控制能够充分发挥原动机的功率，达到按能力供油的目的，避免原动机因过载而停车或损坏。

9.1.3排量控制

排量控制是指对变量泵的排量进行直接控制的控制方式，施加一个控制压力就可以得到一个相

的排量值。图所示为川崎系列负流量控制指流量变化与先导控制压力成反比的输

9-4(Kawasaki)K3V()

出特性和具体控制方式。当先导控制压力增大时，变量控制阀阀芯右移，使泵的排量减小，从而使