海瑞克盾构机液压系统刀盘驱动主泵变量控制原理

海瑞克盾构机液压系统刀盘驱动主泵变量控制原理

德国力士乐A4VSG***/HD1...变量柱塞泵、变量控制原理

德国力士乐A4VSG750HD1/R***,斜轴式变量柱塞泵广泛的应用在“海端克”盾构机和中铁装备及中铁建所生产的盾构机液压系统中，，每台盾构机使用三(四）台此泵用于驱动刀盘旋转的八台A6VM500液压马达。

盾构机刀盘驱动液压泵是三台泵P口合流后，驱动八台液压马达式闭液压回路，这种群变量泵驱动群变量马达工作方式的一个重要技术指标是：三台泵输出压力、流量、变量特性及曲线一至。但在实际的工作状态下，很难做到输出压力一至、输出流量一至、变量特性一至，各种原因促使泵的技术特性不可能一至，就是新泵也不可能一至！使用到一定周期的泵差异就更大了，就是需要调整，本文作者本意是要打破技术壁垒，使盾构机液压维修人员了解此泵的变量制式，懂得泵变量油路走向，为故障提供分析检测依据，了解此泵上的各阀功能及调节参数，使盾构机能够长期的稳定无故障工作。

想了解学习此泵的变量控制人员，当先复制一份上面的液压变量原理图，手持原图与下面的沟画的图对照，了解控制油路的走向。

图一说明：

此型号的柱塞泵没有内置补油泵，需要外部提供变量控制、热油更换、稳定回油备压的油源。在盾构机液压系统中的一台螺杆泵排出的油源经过高精度过滤器后，从E口中进入到泵控制油路中。经过高精度过虑的控制压力油源，对于提高泵的使用寿命及减轻泵变量机构的磨损，维稳状态特殊重要。

在盾构机上，此刀盘泵要起动前，必需先起到补油泵，当补油泵压力建立后，系统中的压力传感器发出讯号给PLC后，才能起到刀盘泵。

刀盘泵的变量控制方式有二种状态，第一种是外控提供的压力油变量方式，第二种是自控压力油变量方式。

先谈第一种：外控提供的压力油变量方式，见上图，刀盘泵的电动机没有起动，外部提供的先导压力油已进入到泵的变量执行机构中，使泵的变量活塞保持在中位（此时：观察泵外观上的角度指示器如不在中位时、那一定是故障）。就是电动机起动带动刀盘泵运转后（泵变量的比例电磁阀的A、B没有指令，也就是没有电流值时），泵壳上的变量角度指示器也要保持在中位。

外部提供的压力油在泵壳的管路运行过程中，遇到第一个阀是“液控顺序阀”，它只在泵的A、B排油口内的油液压力小于25bar 时，起到液阻作用，由于这个顺序阀的液阻，使外供控制油源在阀前建立到25bar压力，这25bar压力油源通过比例阀、限压阀流动到变量活塞大、小控制腔内，达到活塞大、小端控制腔内压力平衡，使活塞保持在中位。

特殊说明;此型号的柱塞泵在各式变量变换中时，变量压力控制油永远直达变量活塞小瑞（小变量控制腔无任何控制方式），大瑞变量控制腔内的油液压力增大时，活塞从中位向左移动。大瑞变量控制腔内的油液压力减少时，活塞从中位向右移动。

图二说明：

外部提供的25bar压力油在泵变量控制机构内压力达到后，这25bar压力油再通过第一个阀，也就是“液控顺序阀”，25bar 压力油通过左、右侧单向进入到泵的A、B口管路中内的，使A、B口内压力也建立到25bar压力。

25bar压力通过带弹簧的单向阀向前流行，克服回路冲洗溢流阀阻力后，泄漏到泵头内，从泵头K1口泄回油箱。

图三说明：

比例电磁阀A侧得电，外部25bar压力油驱动比例阀芯向左位移，外供压力油源被阀芯封闭口遮挡住，但右侧油道敞开、变量控制腔大端的油液经过限压阀泄回油箱，变量活塞在小端的压力作用下活塞向右开始移动，变量起始。

图四说明；

变量活塞从中位在向右移动时活塞带动斜盘变量，柱塞开始往复运动吸、排油，泵A侧管道油液流动后建立压力，当A侧管道油液压力上升超出25bar压力以上时，这股压力油通过梭阀后，进入到顺序阀口下端的控制腔内，大于25bar压力顶升起顶杆，顶杆抬起阀芯内的阀件及弹簧，顺序阀失掉阻尼作用，使外供压力油进入（补入）B侧管道内，建立起25bar 压力回油背压（顺序阀结构及顶杆见图5）。

A管路中的油压上升大于25bar压力以上时，A管路中的压力油通过左侧的过滤器开始接管泵变量控制机构，此时；泵的变量控制机构由外供油管制变换到自控油管制（越权控制）。

图五说明：

比例阀：电压24V。额定电流：800毫安。电阻在20度时：19瓦。滞后：＜5.2%。

从A路引出压力油接管泵变量控制机构，外供油只剩下二个作用了，一是补充主油路中的低压端液压油，二是散热更换闭式液压系统中的高温液压油。

比例阀得电流的数值决定斜盘变换角度（比例阀芯位移位置来决定斜盘角度）。

图六说明：

比例阀B侧得电，比例阀芯向右位移，变量活塞两端（小变量控制腔与大变量控制腔）同时接受从主轴路B侧引入的控制压力油，因变量活塞大端与小端的面积差，变量活塞向左移动，小端控制腔内油液被剂压流出腔体外，泵斜盘改变角度又向另一侧摆动变量。

图七说明：

当主油路B侧排油口负载增加到310bar时，从主油路B 侧引入的控制油路中压力油将要启始顶升变量机构上“B”限压阀芯。

当主轴路B侧排油口负载增加压力上升到350bar时，从主油路B路引入的控制压力油将限压阀芯全程顶开限压阀芯全程换位。

限压阀芯全程位移后，控制压力被遮盖，变量活塞大端的油液泄掉，变量活塞开始向右位移，斜盘回摆到接近中位位置,

维持系统压力350BAR。

图八说明：

当主油路A侧排油口负载增加到50bar以上时，从主油路A侧引入的控制油进入到变量机械控制油路中接管控制变量机构，

当比例阀A侧得电时，变量活塞两端控制腔都同时受压，变量活塞全程位移，因变量活塞大端与小端的面积差，变量活塞向左移动，小端控制腔内油液被剂压流出腔体外，泵斜盘改变角度又向另一侧摆动变量。

尊敬的读者：以上的讲解，因作者没有得到力士乐官方的支持及资料参考，都是在工作中自己积累悟解的，因本人液压水平有限，本文定有很多的误解，敬请前辈及老师们指点错误，便于我的技术水平提高，修改错误！