这是不是负载敏感

nmghle1988 · 发表于 2010-5-7 10:42:17

导师给我一个毕业设计题目叫负载敏感液压齿轮泵设计，关于泵的作用如下：假定液压系统所需工作压力为P，当泵的输出压力高于P一定值的时候，泵开始卸荷（直接接油箱），但是系统是保持在压力P不变，当系统所需工作压力变为P'时泵在规定时间内迅速接入液压回路中，并使系统压力达到P'。
请问这个泵是负载敏感泵吗？怎样设计这个泵可以使值具有上述功能，需要些什么阀？

英德康 · 发表于 2010-5-7 21:53:22

负载敏感泵简单说，泵流量随负载压力呈比例变化。负载压力高，则卸荷流量小，负载压力低，则卸荷流量大。
“负载感应”泵、阀的节能控制-摘自国外液压网站
2008-07-23
“负载感应”通常是描述开式回路变量泵时常用的术语。之所以称之“负载感应”，是变量泵可以感应
节流环的出口负载感应压力，泵可以维持节流环两端的压差恒定，并实现流量的比例调节。该节流环通常是比例换向阀，但是根据不同的应用，也可以是锥阀或固定节流环。
在液压工程机械中，流量、压力波动较大，采用负载感应回路可以实现节能，较少功耗。详见图1. 系统中流量转为有用功，输入功率的发热损耗与容积效率的损耗相当。在安装溢流阀的定量泵回路中，泵流量100%做功的工况十分有限，多数情况系统都是在部分工况或微动工况工作，大部分流量都通过溢流阀发热损耗了。如果负载压力低于溢流阀设定压力，溢流发热加上换向阀进出口压降的发热损耗，能量损耗则更加严重。
同样，装有压力补偿器的变量泵系统在部分工况或微动工况时，流量小且负载压力大大低于溢流阀设定压力时，由于这种泵是在最大压力下调节，泵流量为最大，换向阀进出口的压降导致发热损耗同样严重。
负载感应控制的变量泵基本消除了无效功的发热损耗。系统的发热损耗仅限于换向阀进出口实际流量的压降发热损耗，而且随实际系统工作压力的变化保持恒定。见图1的最下图示。
负载感应回路通常包括轴向柱塞变量泵，负载感应驱动机构和配置有负载感应梭阀网络的比例多路换向阀（见图2）。负载感应网络的LS口与变量泵负载感应控制阀的X口相连。多路换向阀中负载感应网路（红色图示）通过一系列梭阀与每个工作控制阀片的A口和B口相通，从而保证所感应到最高负载压力可以通过梭阀传至变量泵的控制阀。

为了说明负载感应泵和多路换向阀的配合作用。我们用一个手动换向阀和液压绞车的例子来做对比。操作员推动手动阀，滑阀行程为20%，绞车滚筒以5RPM速度旋转。为了说明原理，我们把换向阀比做固定节流环。当节流环进出口两端的压降不断降低，流经节流环的流量则相应减少。
当绞车的负载增加时，节流环（换向阀）出口的负载感应压力亦相应增加。此时，流经节流环（换向阀）的压降降低，节流环的流量减少，绞车速度开始减慢。
在负载感应回路中，节流环（换向阀）出口的负载感应压力通过换向阀的负载感应梭阀网络传至变量泵的控制阀。变量泵的负载感应控制阀即刻响应增加的感应压力，推动斜盘使泵排量缓缓增加，节流环（换向阀）进口的压力开始上升。这种作用可以维持节流环（换向阀）进出口的压力恒定，流量恒定，从而达到绞车速度的恒定。节流环（换向阀）进出口的压降 delta P 维持在10-30公斤。当所有换向阀回到中位，负载感应压力释放至油箱，泵负载感应控制阀维持在相当于或略高于设定压降值，变量泵处于起始待命状态。
由于变量泵只根据负载感应驱动器的指令大小来输出流量，负载感应控制方式无节流发热损耗，节能效应明显。正如上述例子所示，驱动控制效果明显改善。负载感应控制可以保证流量控制的恒定，而不受泵驱动轴速度变化的影响。如果泵的速度减低，负载感应控制阀推动斜盘增加排量，维持节流环（换向阀）的压差，直到排量达到最大量。

非池中 · 发表于 2010-5-8 13:33:35

英德康大哥好像忘了贴图了，小弟帮你补上：

分别是图1和图2

非池中 · 发表于 2010-5-8 13:55:57

本帖最后由非池中于 2010-5-8 14:04 编辑

应该说泵控系统比阀控系统有很大的优势就在于它可以降低能耗，不以节流损失来实现控制。在如此重视能源利用的今天，泵控系统应该是大有可为的吧
不过我感觉楼主说的是一个定量的齿轮泵，它具备这样的功能就是：根据负载的压力来调节泵的高压腔的卸荷，这应该还是属于阀控的负载敏感系统吧。只是把一般定量泵负载敏感系统的负载敏感阀集成到齿轮泵上了。

贝贝 · 发表于 2010-5-8 18:50:41

负载敏感的齿轮泵估计是通过阀控方式实现，就如4楼所说。现在也有人在研究变量齿轮泵，靠改变齿轮啮合的长度实现变量，但还有一系列问题没有解决，无法实用。楼主能否把老师给的任务书拿出来供大家好好讨论一下呢

nmghle1988 · 发表于 2010-5-9 09:23:21

多谢楼上各位大大。任务书是这样子的
  毕业设计（论文）题目：负载敏感液压齿轮泵设计
  立题的目的和意义：负载敏感液压泵可根据载荷的变化自动调节输出功率，有利于降低无效功耗，降低系统发热，既节省能源，又有利于系统寿命。目前柱塞泵已通过调节斜盘的变量方式已可实现此功能。然而柱塞泵价格高、对工作油液要求高，为此通过对齿轮泵进行改进设计，实现伏在敏感功能。
  技术要求与主要内容:
1、泵排量150ml；
2、额定压力7Mp；
3、卸荷压差5Kgf/cm²；
4、恢复供油时间：＜100ms。
主要要求我完成资料收集，原理设计，建立动、静力学模型，仿真分析、参数优化，结构设计，工艺优化这些工作。
向导师请教时，导师说的泵的功能大致上就像我发的帖子中描述的那样泵提供负载所需的压力，达到规定压差时，系统保压，泵快速卸荷，负载变化时泵快速回复供油。关于怎样实现负载敏感，导师给我的提示也是通过阀来实现，毕竟齿轮泵是定量泵，让其变量很不好实现，最后把阀和泵以及其他一些辅件尽可能的集成在一起做成一个泵体。
这就是我的毕业设计了，请各位前辈帮忙看看。

贝贝 · 发表于 2010-5-9 10:46:53

最简单的方案，定量齿轮泵+溢流节流阀即可实现你的功能了

nmghle1988 · 发表于 2010-5-10 11:58:25

功能是可以实现，但是时间可能达不到要求啊，要求在100ms内恢复供油，用溢流阀的话是不是响应起来很慢？

zijinniu · 发表于 2010-5-10 13:06:32

实际上就是“开中心”。

睿智的狼 · 发表于 2010-5-10 16:51:13

实际上就是“开中心”。
0 \) i k4 I# X/ Bzijinniu 发表于 2010-5-10 13:06

楼上说对了，就是运用“开中心”，现在市面上还是有比较普遍的运用，但是发热量还是比变量柱塞泵大。

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