恒压变量泵性能分析
恒压变量泵的液压原理
恒压变量泵的液压原理
恒压变量泵是利用液压传动原理进行工作的，它的液压原理与普通变量泵有所不同。
普通变量泵的工作原理是通过改变变量式的体积，来增加或减少泵的供油能力，从而达到控制液压系统压力和流量的目的。
而恒压变量泵则通过先将压力控制在一定范围内，再进行变量式的体积调节，进而达到保持压力稳定的效果。
恒压变量泵具有几个比较重要的组成部分。
首先是压力控制阀，它是保持液压系统压力稳定的关键因素。
压力控制阀会检测液压系统的压力情况，然后相应地控制液压泵的供油量。
当系统的液压压力超过预设值时，压力控制阀会自动调节泵的供油量，使得系统压力能够在设定范围内保持稳定。
其次是变量式结构，它由转子和定子两部分组成。
转子部分是由几个齿轮型叶片和一段转子轴组成，它们可以旋转，使得体积随之变化。
定子部分则是泵的机壳，由于它固定不动，所以可以作为参照点，来确定泵的供油量。
最后，是泵的进、出口，这里是液压流动的通道。
当液压油进入泵的进口后，会先经过压力控制阀，然后再进入到变量式结构中。
由于压力控制阀的调节作用，很大程度上会影响变量式结构的旋转速度，从而决定了油液被吸入泵的体积大小。
当变量式结构旋转时，便会将吸入的油液压缩，然后经过泵的出口流出，从而形成液压能量，为液压系统提供所需的压力和流量。
总体来说，恒压变量泵的液压原理是将压力控制在固定的范围内，再通过调节变
量式结构的旋转速度来控制供油量，以确保液压系统能够获得稳定的压力和流量。
此种设计与其他变量泵相比，能够更加准确地控制液压系统的动作速度和压力水平，从而使得液压系统更加稳定可靠。
恒压供水的水泵变速效率分析及组合方案
速降低而降低的速度变慢
,必须使
5η 5ε
变小
,因此应
该尽量选取最高效率点效率高的泵型 ,同时为了能
在调速时有更多工况点落在高效区内 ,应的确定 :
式 (3) 中降速比ε应该满足关系
εmin <ε< 1
(4)
εmin 为最小允许调速比 。在不同选泵条件下 ,最
水泵运行的 Q H 曲线随水泵转速的升高和降
低而上下移动 ,不同的 Q H 曲线中效率相同的点
连成等效率线
Q2 H
=k
(1)
不同转速下的水泵特性曲线组成水泵运行特性
曲线族 ,特性曲线族与等效率曲线划出变速水泵的
高效区 。变速水泵与传统恒压水泵相比的最大优点
便在于高效区由线延伸到了面 ,扩大了范围 。
要使水泵组合满足上述条件 ,结合实际情况 ,有 以下几种解决方案 :
① 高端调速型 调速泵为主力泵 ,以调速泵额定转速来满足最 大流量需要 。以一台小型恒速泵满足最小流量需 要 。高 、低流量之间用调速泵调节 (如果调速泵在其 调速范围内可以满足最高 、最低用水量的要求 ,也可 以节省小型恒速泵) 。此种方案用于对原有泵房进 行扩建 ,调速设备总容量较小 ,可节省一次性投资 。 ② 低端调速型 对于常供水量较大而最小供水量较小的情况 , 可以采用调速泵来满足最小流量时的要求 ,用恒速 泵供水来满足常供水量的要求 。大 、小供水量之间 由调速泵调节 。此种方案适用于对城市旧有供水泵 站进行变速恒压供水的改建 。 ③ 全调速型 最高及最低用水量均由调速泵提供 。大调速泵 在额定转速运行时满足最大供水量 ,由降速或切换 到小型调速泵以满足其余供水量的要求 。此种方案 一次性投入较大但最节约电能 。对于小时变化系数 较大的情况尤其是新建的泵房适用 。 考虑到管网曲线的下凹性质 ,对于以上三种供 水形式而言 ,当需水量小时 ,保证压力可以适当小于 最大流量时的保证压力 ,以进一步节约电能 。 5 操作实例 某城市设一加压泵站 ,所服务区域最大日最大 时流量为 1161m3Πs 。日变化系数 Kd = 113 。管网最 大用水时总水头损失为 13m ,即 S = 51015s2Πm5 。泵 站吸水井最低水位到最不利用水点高差为 15m ,要 求自由水头 2m ,则 HST = 17m。考虑采用变频恒压 供水调节技术 ,对该泵站进行选泵设计 。
电液比例恒压变量柱塞泵及其应用
电液比例恒压变量柱塞泵及其应用李静荣(深圳市爱力华实业有限公司,深圳市上步南路上步大厦8H 518030 电话:(0755)3661885)中图分类号:TH137151 文献标识码:B 文章编号:100024858(2000)05200332031 概述随着现代工业的发展,特别是电子技术和传感技术的发展,液压控制技术也发生了很大的变化。
为发挥液压技术的长处,弥补其不足,把电子控制和液压控制有机地结合在一起是液压技术发展的方向,日本油研公司生产的A系列电液比例恒压变量柱塞泵是以恒压变量柱塞泵和比例控制为基础,应用最新电子技术、传感技术来控制泵的输出流量和系统压力。
它是既可对泵的输出流量进行比例控制,又可对系统压力进行比例控制的机电一体化产品。
其性能参数为:最高使用压力28M Pa,最低调节压力为0.7M Pa,最大排量达01145L r,流量调节所需最低压力为2M Pa,流量控制滞环小于1%,重复精度误差小于1%,压力控制滞环小于1%,重复精度误差小于1%,具有工作范围广、控制精度高,性能优越等优点。
2 结构及工作原理电液比例恒压变量柱塞泵的结构图和液压原理图如图1所示。
斜盘倾角位置传感器是装于斜盘上的角度传感器,用来检测斜盘倾角即检测泵的输出流量。
泵的性能特性曲线如图2所示,其工作原理为:当起动泵驱动电机时,比例电磁阀无压力、流量信号输入,即泵空载时,泵的输出压力(空载卸载压力)通过比例阀7经单向阀或恒压阀8,作用于斜盘控制柱塞3,平衡斜盘偏转弹簧作用力,同时斜盘偏转柱塞2液压腔的液压油经比例阀流出,从而使斜盘倾角接近于零,泵在图2所示空载卸载压力下工作;当给泵一流量压力信号时,放大器6驱动比例电磁阀7,改变节流口的通流面积,从而改变进入控制柱塞3和偏转柱塞2的压力油的压力,使斜盘偏转一定的角度,泵输出流量Q及系统压力p(系统压力由外负载决定),斜盘倾角位置传感器4检测泵的输出流量,泵出口压力传感器5检测系统的压力,4、5的反馈信号送入比例放大器,与预先设定的压力、流量信号相比较,再由放大器6输出信号控制比例阀7,由比例阀7控制偏转柱塞2和控制柱塞3腔的 收稿日期:2000202229压力,校正斜盘的偏转角度,达到校正泵的输出流量Q 和系统压力p的目的;连续改变输入信号的大小,就能使泵的输出流量和系统压力达到连续变化;当输入5VDC的流量信号时,比例阀使斜盘偏转最大角度,泵输出最大流量,在外负载的作用下,随着压力的升高,达到设定值时,压力传感器5反馈信号至比例放大器6,与压力设定信号相比较后再由放大器6输出信号,驱动比例阀7改变斜盘偏转角度,减小输出流量满足压力要求;当泵的输出压力达到恒压阀8的设定压(a)结构图(b)11斜盘式柱塞泵 21偏转柱塞 31控制柱塞41斜盘位置传感器 51压力传感器 61放大器71控制阀(比例阀) 81安全阀(恒压阀) 91比例电磁铁图1 电液比例恒压变量柱塞泵的结构及原理图332000年第5期 液压与气动力时,作用于恒压阀8右端的泵输出压力克服弹簧力推动阀芯左移,这时泵的输出流量由恒压阀8来控制,处在图2所示的恒压阀设定压力下工作。
恒压变量泵性能分析
恒压变量泵性能分析恒压变量泵的工作原理是通过驱动液体流经调节阀来调整输出流量和压力。
当泵的排量大小发生变化时，调节阀开度也会相应调整，使得输出压力保持不变。
恒压变量泵可分为定量与变量两种形式。
定量恒压变量泵的输出流量与输入轴转速成正比，而变量恒压变量泵则通过调节排量来实现流量的控制。
1.压力响应性能：恒压变量泵的压力响应速度是指从系统压力发生变化到泵输出压力调整到稳定状态的时间。
压力响应速度快表示泵的调节性能好，能够迅速响应系统压力变化。
常见的评价指标有：上升时间、调整时间和超调量。
这些指标可以通过实验测量和理论计算得出。
2.流量特性：恒压变量泵的流量特性指的是在工作压力下，其输出流量随泵输入转速的变化关系。
通常使用流量-转速特性曲线来表示。
流量特性曲线的斜率代表了泵输出流量对输入转速变化的敏感程度。
流量特性也可以通过实验测试获得。
3.效率：恒压变量泵的效率是指在给定的输出流量和压力条件下，泵所消耗的功率与输入功率的比值。
一般来说，泵的效率应尽可能高，以减少能源的消耗。
恒压变量泵的效率可通过实验测试获得。
4.稳定性：恒压变量泵的稳定性是指在恒定负载条件下，输出流量和压力的稳定程度。
稳定性好的泵能够在压力变化较大的工况下保持稳定的流量输出，从而实现对液压系统的有效控制。
5.寿命与可靠性：恒压变量泵的寿命与可靠性直接影响系统的稳定性和使用寿命。
恒压变量泵应具有良好的密封性能、耐久性和耐磨性，以提高其使用寿命和可靠性。
通过上述分析，可以对恒压变量泵的性能进行评估和比较，在液压系统中选择合适的恒压变量泵，并进行系统设计和优化。
同时，定期检测和维护恒压变量泵，保证其性能和稳定性，延长使用寿命。
PCY恒压变量泵
PCY14-1B：斜盘式恒压变量柱塞泵-----型号说明PCY14-1B：斜盘式恒压变量柱塞泵-----结构剖视PCY14-1B：斜盘式恒压变量柱塞泵-----工作原理主体部分（参见结构剖）由传动轴带动缸体旋转，使均匀分布在缸体上的七个柱塞绕传动轴中心线转动，通过中心弹簧将柱滑组件中的滑靴压在变量头（或斜盘）上。
这样，柱塞随着缸体的旋转而作往复运动，完成吸油和压油动作。
这种变量型式的泵，输出压力小于调定恒压力时，全排量输出压力油，即定量输出，在输出油液的压力达到调定压力时，就自动地调节泵流量，以保证恒压力，满足系统的要求。
泵的输出恒压值，根据需要，在调压范围内可以无级调定，泵的结构见图6，该结构将输出的压力油同时通至变量活塞下腔和和恒压阀的控制油入口，当输出压力小于调定恒压力时，作用在恒压阀芯上的油压推力小于调定弹簧力，恒压阀处于开启状态，压力油进入变量活塞上腔，变量活塞压在最低位置，泵全排量输出压力油；当泵在调定恒压力工作时，作用在恒压阀芯上的油压推力等于调定弹簧力，恒压阀的进排油口同时处于开启状态，使变量活塞上下腔的油压推力相等，变量活塞平衡在某一位置工作，若液压阻尼（负载）加大，油压瞬时升高，恒压阀排油口开大、进油口关小，变量活塞上腔比较下腔压力降低、变量活塞向上移动，泵的流量减小，直至压力下降到调定恒压力，这时变量活塞在新的平衡位置工作。
反之，若液压阻尼（负载）减小，油压瞬时下降，恒压阀进油口开大，排油口关小，变量活塞上腔比较下腔油压升高，变量活塞向下移动，泵的流量增大，直至压力上升至调定恒压力。
PCY14-1B：斜盘式恒压变量柱塞泵-----系列规格在公称压力为31.5MPa下，还派生有1.25、5、13、16、32、100ml/r排量规格PCY14-1B：斜盘式恒压变量柱塞泵-----功率计算N=QP/(60η)(Kw ) 实际使用的电机功率Q——流量L/min(实际使用流量)P——压力MPa(实际使用压力)η——总效率可取0.85用户可按实际使用负荷照上列公式计算后选用电机。
恒压与恒功率变量泵
、恒压阀晋梁由封 配抽盘缸体| 柱塞/刻度盘 变量活塞娈童竟作 下法兰传刼轴 法兰盘 泵体 泵壳 回程盘-变童先PCT恒压变量动轴中心线转动，通过中心弹簧将柱滑组件中的滑靴压在变量头（或斜盘）上。
这样，柱塞 随着缸体的旋转而作往复运动，完成吸油和压油动作。
这种变量型式的泵， 输出压力小于调定恒压力时，全排量输出压力油， 即定量输出，在输出油液的压力达到调定压力时，就自动地调节泵流量，以保证恒压力，满足系统的要求。
泵的输出恒压值，根据需要，在调压范围内可以无级调定，泵的结构见图6，该结构将输出的压力油同时通至变量活塞下腔和和恒压阀的控制油入口，当输出压力小于调定恒压力时， 作用在恒压阀芯上的油压推力小于调定弹簧力，恒压阀处于开启状态， 压力油进入变量活塞上腔，变量活塞压在最低位置， 泵全排量输出压力油；当泵在调定恒压力工作时， 作用在恒 压阀芯上的油压推力等于调定弹簧力，恒压阀的进排油口同时处于开启状态，使变量活塞上下腔的油压推力相等，变量活塞平衡在某一位置工作，若液压阻尼（负载）加大，油压瞬时 升高，恒压阀排油口开大、进油口关小，变量活塞上腔比较下腔压力降低、变量活塞向上移动，泵的流量减小，直至压力下降到调定恒压力，这时变量活塞在新的平衡位置工作。
反之,若液压阻尼（负载）减小，油压瞬时下降，恒压阀进油口开大，排油口关小，变量活塞上腔 比较下腔油压升高，变量活塞向下移动，泵的流量增大，直至压力上升至调定恒压力。
液压原理符号10Q5010调压范围P (MP 弟 3175~云$主体部分（参见结构剖）由传动轴带动缸体旋转， 使均匀分布在缸体上的七个柱塞绕传YCY14-1B :斜盘式压力补偿变量（恒功率）柱塞泵 /马达结构剖视YCY14-1B :斜盘式压力补偿变量柱塞泵 /马达法兰盘传动轴 n儆艮活塞h1〜刻度盘 变量活塞h下法兰d.弹簧套 内弹賛卯弹賓g上4兰卜、封师V 限位s 钉回程盘喪量头就翩母II 1\口工作原理变量倚性曲线 櫃压原理符号5 812主体部分（参见结构剖）由传动轴带动缸体旋转， 使均匀分布在缸体上的七个柱塞绕传动轴中心线转动，通过中心弹簧将柱滑组件中的滑靴压在变量头（或斜盘）上。
恒压变量泵的节能_应用和发展
而负载又没有“保压”要求时 ,宜采用定量泵系统 ,虽然 这时也可采用恒压变量泵系统 ,但由于恒压变量泵价 格比定量泵贵 ,会使系统制造成本增高 ;
2) 在负载压力经常高于系统最高压力的 80 %时 , 宜采用恒压变量系统 ;
3) 在有“保压”和“限压”要求的系统中 ,从节能和 减少系统发热的角度 ,都必须采用恒压变量泵系统 ,以 下提供几个实例 。
恒压变量柱塞泵工作原理
恒压变量柱塞泵工作原理
恒压变量柱塞泵是一种流量可调的柱塞式泵，它的工作原理基于压力反馈控制。
恒压变量柱塞泵由一个柱塞和一个泵腔组成。
当柱塞推进时，泵腔的体积减小，压力增加，推动液体进入泵腔。
随着柱塞的退回，泵腔的体积增大，压力下降，液体被推出泵腔。
恒压变量柱塞泵通过调节柱塞的行程长度来控制流量。
当柱塞的行程长度较短时，泵腔的体积变化较小，流量较小；当柱塞的行程长度较长时，泵腔的体积变化较大，流量较大。
为了实现恒压控制，恒压变量柱塞泵还配备了一个压力反馈机构。
该机构会感知到泵出口的压力，并将信号传递给控制系统。
控制系统会根据压力反馈信号来调节柱塞的行程长度，以保持出口压力恒定。
总结起来，恒压变量柱塞泵的工作原理是通过调节柱塞的行程长度来改变泵腔的体积变化，从而控制流量。
压力反馈机构感知出口压力，并通过控制系统来调整行程长度，以保持出口压力恒定。
恒功率恒压泵变量机构原理分析及研究
doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2014.06.009恒功率恒压泵变量机构原理分析及研究王中伟1，2，周圣人1，2（1.四川宜宾普什驱动有限责任公司，四川宜宾644000； 2.西华大学，四川成都610039）摘要：该文以A11V-LRD 恒功率恒压泵为研究对象，介绍了压力切断和恒功率两种控制方式工作时的协同关系，重点研究了其内部变量机构的结构和工作原理；依据原理分析所得的推理结果与测试台做试验得出的数据十分符合。
关键词：恒功率；变量泵；变量机构；工作原理中图分类号：TH137.51文献标识码：A文章编号：1008-0813（2014）06-0032-03The Principle Analysis and Study of Pump Variable Mechanismwith Constant Power and Constant PressureWANG Zhong-w ei1，2，ZHOU Sheng-ren1，2（1.Sic hua n Yibin Pushdrive Co.,L td.，Yibin 644000，China； 2.Xihua University，Chengdu 610039，China）Abstract: In this paper, the A11V-LRD constant power and constant pressure pump as the object of study. Introduced the collaborative relationship when the two control mode of cut -off pressure and constant power work together. Mainly studied the structure and the principle of its internal variable institution. According to the principle analysis, the inference results are consistent with the experiment data obtained by test bench.Key wo rds: constant power；variable pump；variable mechanism；working principle0 引言恒功率控制的目的是使泵的输出动力具有自动调节性质，保证原动机总是工作在恒功率输出的最佳工况，提高原动机效率。
恒压变量泵设计与性能分析
燕山大学课程设计说明书（机电一体化课程设计）项目名称：25ml/r恒压变量泵设计及控制特性仿真分析姓名：闫桂山、张帅、宋旭通、孙永海指导教师：权凌霄职称：讲师2012-11-17燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：机械工程学院基层教学单位：机电控制系项目名称25ml/r恒压变量泵设计及控制特性仿真分析指导教师姓名权凌霄小组成员分工闫桂山：了解掌握各种恒压变量泵的工作原理和控制策略张帅：液压泵外壳三维建模宋旭通：液压泵仿真分析孙永海：说明书的编写项目考察知识点1.在理解反馈控制原理的基础上，初步了解液压泵特别是变量轴向柱塞泵的变量形式和工作原理2.SOLIDWORKS的简单应用——泵壳三维建模。
3.Amesim的基本建模与仿真设计。
项目设计参数25ml/r，恒压轴向柱塞泵，斜盘式项目实施内容1.设计恒压变量泵主体结构及变量机构（机-液反馈）。
2.通过理论建模（机-液反馈传函）和仿真分析，给出25ml/r恒压变量泵变量机构的结构参数和工作参数。
3.绘制25ml/r恒压变量泵三维零件模型、装配模型及相应的二维工程图。
项目结题须提交材料1. 设计计算说明书2. 变量机构工作原理图A43. 泵的三维装配模型及二维工程图1*A1、8A24. 仿真分析报告、汇报PPT项目实施时间节点要求第一周：设计恒压变量泵主体结构及变量机构（机-液反馈）。
第二周：通过理论建模（机-液反馈传函）和仿真分析，给出25ml/r 恒压变量泵变量机构的结构参数和工作参数。
第三周：完成二维和三维图的绘制第四周：完成泵壳体模态分析，准备汇报。
小组分工及贡献姓名课题组分工闫桂山各种恒压变量泵的工作原理和控制策略的了解及其原理图绘制，恒压变量泵的设计计算，恒压变量AMESim仿真，Matlab仿真，恒压变量泵的测绘，word排版制作，PPT制作宋旭通恒压变量泵的原理分析，恒压变量泵AMESim 仿真、恒压变量泵的原理分析，恒压变量泵的测绘，solid works三维爆炸视图的生成，word排版制作，PPT制作张帅恒压变量泵的测绘，三维建模，二维图绘制，相关资料查询孙永海恒压变量泵的测绘，三维建模，二维图绘制，相关资料查询摘要恒压变量泵是一种高效、节能、大功率的液压动力源，这种恒压能源与定量泵——溢流阀恒压能源相比较具有效率高、节约能源，系统的发热量少从而可靠性提高等一系列优点。
浅谈变量泵选用
浅谈变量泵选用常见的变量柱塞泵有恒压变量泵、恒功率变量泵、负载敏感变量泵等。
对于要求压力接近或相同，流量变化较大的液压系统，如节流调速系统、泵保压系统、要求快速响应的中位常闭换向阀系统、蓄能器系统、电液伺服系统和电液比例换向阀系统等，一般应采用恒压变量泵作为动力源，避免采用定量泵-溢流阀系统和旁路节流调速系统，以降低溢流或旁流流量损耗。
恒压变量泵的主要特征是：在系统压力达到泵的设定压力前为定量泵特性；达到设定压力时，泵的流量随负载需要自动调整；无负载时，泵的流量自动降至0，但其输出压力维持恒定。
国外中高压节流调速液压系统广泛采用恒压变量泵。
对于负载缓慢增加、平均功率较小或接近最大压力的行程较小的液压系统，如大多数压机，一般应采用恒功率变量泵作为动力源，对平均速度影响不大，但可以大幅减小装机功率。
恒功率变量泵的主要特征是：在系统压力达到泵的变量压力前为定量泵特性；达到变量压力时，泵的流量随负载增加自动减小，但压力/流量乘积大致为常数。
变量转折压力和压力/流量乘积（功率）均可根据需要调整，是应用最广泛的变量泵之一。
对于功率较大、负载缓慢增加且有较长保压时间要求的系统，也可采用恒压恒功率变量泵。
对于要求分别具有不同压力、不同流量的多执行器系统，可采用双压、双流量恒压变量泵或负载敏感变量泵。
双压、双流量恒压变量泵的输出特性可调整为相当于2台不同压力、不同流量的恒压变量泵，利用泵上附设的电磁阀来转换工作状态，适合于双执行器系统。
负载敏感变量泵的输出特性为：在泵的额定压力和流量范围内，其实际输出压力和流量能同时随负载需要自动调整；无负载时，泵的流量自动降至0，且输出压力较低，适合于多执行器系统。
由于上述2种泵能同时降低压力和流量损耗，故具有更好的节能效果，将获得良好的应用前景。
附带指出，对于零流量时输出压力较高的各种恒压变量泵，不影响系统功能时最好仍设置卸载回路，因这类泵在高压零流量时的功率损耗和磨损均大于零压全流量时的功率损耗和磨损。
A4V系列力士乐恒压变量泵资料Rexroth力士乐恒压变量泵样本
自吸性
斜盘式柱塞泵原理决定, 主要损坏由下列两个原因造成: 1. 吸空 2. 油液清洁度 自吸性不仅表示泵的允许工作转速; 而且表示泵抗吸空能力 例如: 250 排量的泵, 一般工作转速为1,450 转/分 但给定的转速为 2100 转/分; 说明抗吸空能力强
A4VS 油泵的优点
衡量泵自吸能力有两个主要指标
M
q 伺服控制 HS / HS3 EO EP DFE 压力指令控制 DRG ± q 控制控制 A10V-DFE1 A4VSO E1 - S02
n
恒压控制 DR DP
负荷传感控制 DFR
HW 手动变量
速度感应控制 DA
Pst
HD 液控变量 恒功率控制 LR
i
二次调节 DS1
EP 电控变量
A4VS 油泵的优点 规格范围
dB 值
1000 91 92
上述值在最高工作压力, 额定转速下测定 测试在无反射测量室进行; 包括其他结构产生的噪音
A4VS 油泵的优点
使用空心柱塞 噪音可降低 5 - 3dB
A4VS 油泵的优点
空心柱塞
中空式的柱塞, 可减轻 柱塞重量, 以提高转速 提高自吸性 中空柱塞使柱塞与缸体 围成的容腔增大, 不利 于降低噪音 封闭式空心柱塞保留 了空心柱塞的优点克 服了其缺点
A4VS 油泵的优点
2. 缸体柱塞孔呈锥形 分布; 使柱塞在旋 转时产生有利于自 吸的径向离心力
锥形缸体使配油盘 的配油窗口节园直 径减小, 降低吸油 流速, 增强吸油能力
A4VS 油泵的优点
A4VS 油泵的优点
噪音
A4VSO 最小排量 噪音 最大排量 噪音 40 68 72 125 71 74 250 78 81 355 82 85 500 83 86
基于AMESim的恒压变量泵特性仿真分析_刘庆修
钻机在垂直钻进，设置弹簧压力 2 MPa，先导压力控
制阀设定压力为 21 MPa， 斜盘转动惯量 0.01 kgm2，
泵转速 1 800 r/min， 排量 22 mL/r 及相应的调角油
缸参数。
hydraulic
PAKER PV10 Const-Pres Pump F-type
电 流 /mA
流 量 /L·min-1
requirement, in general, are formed by WEDM technology. For the WEDM operation, whole holes with
high requirement should be finished in one time, which can avoid of positional error and enhance the
主阀两侧压力曲线图。
20
F 型变量控制器带有遥控口， 遥控口连接在控
15
压 力 /MPa
制主阀芯的控制端处，遥控先导压力从遥控口引入
10
该控制端， 液压泵即在此压力点上实现补偿变量。
遥控先导压力仅在低于控制器自身先导压力阀设
5
定值的范围内能起作用。 该遥控口也可用于启动时
对液压泵泄荷。
考虑 AMESim 软件直观、可对参数研究和不用 129
液压油的作用下迅速伸出，如图 4 所示。 控制主阀
右侧的压力由于溢流阀 21 MPa 的限压作用， 压力
一直稳定在 21 MPa。 泵持续向调角油缸供油，导致
油缸的压力迅速增大， 证明了在恒压变量泵工作过
程中控制主阀可以控制调角油缸， 进而调节泵的斜
盘，改变泵的排量。 在本模型中，调角油缸未与泵的
恒功率变量泵与恒压变量泵[整理]
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恒功率变量泵与恒压变量泵[整理] 恒功率泵所实现的功能就时保证电机不会超功率，低压时大流量，高压时小流量;恒压泵能够实现零流量保压。
1)恒压泵一般用于这样的液压系统:开始阶段要求低压快速前进，而后转为慢速靠近，最后停止不动并保压，像油压机就是这样。
这里，恒压泵设定的压力就是系统保压所需要的压力。
这里，对“液压系统压力由负载决定，而由溢流阀加于限定”的基本原则应该讲是符合的。
为了更好理解泵控系统，可以考虑修改为“系统压力由负载决定，而由恒压泵加于限定”。
像压机的例子，压制件的反力可以很大，具体施加多少由恒压泵调节。
2)恒流泵主要用于工程机械这种设备上就一台发动机，要充分利用其功率。
对液压系统就可以在低压时大流量，高压时小流量。
这表面上与恒压泵相似，其实不然。
恒功率泵在压力流量变化时，遵循恒功率，而恒压泵在未达到调定值之前，是最大排量的定量泵，不存在开始恒功率的拐点。
而进入恒压工况后，原则上可以根据系统的需要提供流量而保持压力不变。
3)恒压变量泵是在达到泵平身的设定压力后才开始变量,此时流量下降成陡线下降.恒功率变量泵是几乎全压力阶段都在变量,基本保证输出的功率恒定在一定范围内,但是在泵设定的功率范围内,压力上升,流量是全流量输出,当超过这个压力,流量开始下降,以保证输出功率恒定(这也就是说在低于额定功率时,实际使用功率不是恒定的).还有电控变量泵,它的变量曲线由电控部份决定,与实际压力无关.不管如何,电机与油泵的功率匹配,是必须考虑的. )恒压泵更重要的一点是:在压力不变的情况下更节约能源。
恒功率泵是能根4据负载变化改变运动速度，也主要用于这种负载变化要求速度能变化的情况。
5)1)一般情况下，固定工业液压选用恒功率的案例较少，多数是行走机械(工程机械)动力是发动机的，为了充分利用功率，选用恒功率泵的情况较多。
当然天下之大，不能一概而论。
6)对于一个在反复循环过程中，或者随机操作过程中，压力与流量两个参数都有比较大差异的系统，人们往往采用“一把钥匙开一把锁”的模式灵活处理。
钻机中恒功率变量泵及其比例电磁铁的特性测试分析
钻机中恒功率变量泵及其比例电磁铁的特性测试分析刘桂芹 江进国 段成龙 曹明(中国地质大学(武汉)机电学院 湖北武汉 430074)摘 要:本文介绍了恒功率变量泵的基本原理,讨论了比例电磁铁的特性,并且根据现场的测试数据,绘出了国产A7V 电控比例变量泵比例电磁铁的特性曲线图。
关键词:恒功率 比例电磁铁 特性 测试1 引言液压系统是依靠液压泵在发动机的带动下向系统输出高压油以实现能量传递和转换的系统,所以比较容易获得大的机械力或扭矩。
通常,液压系统主要是通过压力补偿变量机构改变液压工作泵输出的流量,从而使发动机转速恒定在选择的位置上。
中国地质大学(武汉)与江西省地勘局合作的/GDY-40钻机0应用了液压传动系统。
该钻机的液压系统的主回路之一是由变量泵与定量马达组成的容积调速回路。
由于钻进过程中载荷变化大,为充分利用动力机的功率,采用了恒功率调速。
2 恒功率变量泵的基本原理变量泵的控制功能可据其输出量(压力、流量、功率等)按一定规律变化分为:恒压控制,恒流控制和恒功率控制,其中恒功率控制就是变量泵靠其变量机构根据负载的变化情况调整其输出流量,使泵的输出功率接近负载所需要的功率。
其负载和流量之间呈双曲线变化关系。
恒功率变量泵的主要优点是节能,它比定量泵系统和一般的变量泵系统更具有节能效果,且从控制性能上看能实现电控制,能适应大型的自动化控制系统的要求。
因此,它广泛应用于工程机械、矿山机械、冶金、船舶等这些功率要求大且工况多变的主机上使用。
恒功率变量又称压力补偿变量。
这种变量方式,是使流量随着压力改变作相应的变化,使泵的出口压力和流量特性曲线近似的按双曲线规律变化。
通常,这种变量机构和泵一起制造,所以又称有这种机构的泵为恒功率变量泵。
恒功率变量泵的特性非常适合工程机械的要求。
/GDY-40钻机0的液压系统采用了国产的A7V 变量泵。
该变量泵是通过电控比例变量来调节的。
恒功率控制泵,是充分利用原动机功率,使原动机在高效率区域运转的一种简便方法。
恒压变量柱塞泵工作原理
恒压变量柱塞泵工作原理引言恒压变量柱塞泵是一种常见的液压传动元件，它广泛应用于工业生产中，主要用于提供流量稳定、压力恒定的液压能源。
其工作原理十分复杂，包括液压缸、柱塞、泵体、进出口阀及控制元件等多个部件相互作用，完成液体的吸入、压缩和排出。
本文将从恒压变量柱塞泵的结构、工作原理和特点等几个方面，进行详细的介绍。
一、结构组成恒压变量柱塞泵的结构通常包括泵体、柱塞、控制阀、控制阀组合板、调节螺钉、进出口阀等部分。
下面就逐一介绍这些部分的作用。
泵体：泵体是恒压变量柱塞泵的主要构件，内部包括液压缸、柱塞孔等。
液压缸通常由高强度合金材料制成，耐压性能好，能够承受高压液体的作用。
柱塞：柱塞是恒压变量柱塞泵的关键部件，由耐磨、耐腐蚀的材料制成，能够在高压下运动，并能够完成液体的吸入和排出。
控制阀：控制阀是决定恒压变量柱塞泵工作状态的核心元件，其通过改变泵的流量和排液的方向，来实现恒压变量输出。
控制阀组合板：控制阀组合板上设有多个控制孔和控制油孔，控制油通过这些孔进入液压缸，用以调节柱塞的运动状态。
调节螺钉：调节螺钉用于调节进出口阀开启量，从而调整液压缸的流量和压力，从而实现恒压变量输出。
进出口阀：进出口阀是液体进入或者排出泵体的通道，通过进出口阀的开启和关闭，来控制液体的流动。
二、工作原理恒压变量柱塞泵的工作原理主要分为液体进入和压缩两个阶段。
下面将逐一介绍这两个阶段的工作原理。
1. 液体进入阶段在液体进入阶段，当控制阀打开时，控制油压力通过控制阀组合板进入液压缸，使得柱塞开始运动。
此时，进口阀打开，液体从储液罐通过进口阀进入液压缸。
由于进出口阀与柱塞孔之间的密封性，液体只能由进口阀进入液压缸，而不能从出口阀排出。
此时，柱塞随着控制油的压力逐渐向前运动，液体充满柱塞腔室。
2. 液体压缩当柱塞腔室内的液体被充满后，控制阀关闭，液体在柱塞的压力作用下开始被压缩。
此时，柱塞向后运动，使得液体被压缩并进入排液通道，并通过出口阀排出。
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恒压变量泵的测绘
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SolidWorks三维建模
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SolidWorks二维图纸
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SolidWorks装配体爆炸视频
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工作原理分析
• 恒压变量泵由恒压阀，变量机构和泵主体 三部分组成。
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数学建模——静态特征方程
➢ 三通阀的流量方程 ➢ 控制阀芯力平衡方程 ➢ 变量活塞力平衡方程 ➢ 变量活塞阻尼间隙流量方程
塞向上运动，泵的排量减小，实现恒压变量。
• 主要缺点如下:
• 1)恒压阀装在下法兰里面，通用性较差
• 2)恒压阀制造工艺较复杂，制造成本较高， 泵价格较贵。
• 3)由于有常泄口，故能量损失大，特别在保 压系统中，系统容易发热。
• 4)恒压阀阀芯直径大，当泵变量时，容易引 起恒压特性不稳定，引发系统振荡。
恒压变量泵的仿真分析
小组成员：闫桂山 宋旭通 孙永海 张 帅
指导老师：权凌霄
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目录
• 课题研究背景 • 恒压变量泵概况 • 工作原理分析
• 数学建模及设计计算 • SolidWorks三维建模 • AMESim仿真分析 • Matlab仿真分析 • 课题结论 • 心得体会
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课题研究背景
恒压变量泵发展的背景
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ห้องสมุดไป่ตู้
恒压变量泵的改进和发展--第2代
第二代恒压变量泵克服了第一代
恒压变量泵的缺点
存在问题有：
1)泵变量机构和恒压阀内一些阻
尼设计存在缺陷，恒压特性容易
产生不稳定，特别是泵在小排量
保压时容易引发振荡。
2)缺少远程调压和其他变型的品
种。
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恒压变量泵的改进和发展--第3代
主要优点是噪声低，转速高、 自吸能力好、可靠性高、重 量轻。 第三代恒压变量泵的变量液 压原理其基本功能类似于溢 流阀。
20世纪70年代初，世界上发生第一次石油危机。为了节省能源，恒压变量 泵应运而生。
恒压变量泵的国内研究现状
• 70年代中期，我国引进德国的1700轧机上已经大量应用力士乐公司的A1 系列恒压变量泵。
• 我国在1980年开始研制PCY恒压变量泵，到目前为止，我国PCY恒压变量 泵的发展已经经过了3代的历史。
• 我国的恒压变量泵噪声低、转速高、自吸能力好、可靠性高、重量轻等 优点。
恒压变量泵的国外研究现状
• 国外一些液压公司也有十分成熟的恒压变量泵可供选用，例如力士乐、
威格士、丹尼逊等。
• 主要优点为响应速度快、结构紧凑、工作可靠、重复性好、寿命长。
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恒压变量泵简介
• 恒压变量泵是通过调定调压弹簧设定工作压力、 改变斜盘倾角实现变量的，变量系统的被控对象 是斜盘组件，变量调节机构属于阀控缸式液压动 力机构。
深入的认识， 为以后工
能力
作奠定一个好的基础
• 宋旭通:使我懂得了理论与 • 孙永海:丰富了我们课外相
实际相结合是很重要的
关知识的积累，更激发了
我们对所学知识具体应用
领域探索的欲望
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鸣谢
THANKS! 感谢
实验室全体老师 师兄师姐
热情指导和谆谆教诲！
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设计计算——主要零部件设计
• 轴向柱塞泵主要性能参数确定 • 主要零部件设计 ： ➢ 柱塞设计 ➢ 滑靴设计 ➢ 配油盘设计 ➢ 缸体设计 ➢ 柱塞回程机构设计
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设计计算——主要零部件受力分析
➢柱塞受力分析 ➢滑靴受力分析 ➢配油盘受力分析
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AMESim仿真分析
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电磁比例溢流阀电流信号
• 另外，小组成员积极拓展思路，对液压实验室PCY14-1B斜盘 式恒压变量柱塞泵进行了测绘以及三维动画仿真，对恒压变 量泵进行了数学建模和matlab仿真分析，研究了调定弹簧刚 度及泵转速等因素对其性能的影响。
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心得
• 闫桂山:充分的锻炼了自己 • 张帅:对柱塞变量泵有了更
独立思考能力和团队协作
泵的出口压力曲线
泵的变量机构位移曲线
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泵的流量变化曲线
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恒压变量泵的matlab仿真分析
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转速对系统性能的影响
(1)泵转速对动态特性的影响 • 泵转速越大，使系统的动作灵
敏提高，速度加快，同时泵转 速越大，出现超调量，甚至系 统会趋于不稳定，若泵转速太 小，又会使系统的动作缓慢。 (2)泵转速对稳态特性的影响 • 在系统稳定的情况下，泵转速 增大，稳态误差就会减少，以 此来提高控制精度。
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调压弹簧刚度的影响
• 从上图可以得到不同Ks 值下系统压力的静、动 态响应特性指标：
在给定条件下，调
压弹簧刚度越大，上升
时间越长，超调越小；
相反，调压弹簧刚度越
小，上升时间越短，超
调越大。
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所做工作
• 了解了各种恒压变量泵的工作原理和控制策略，并对25ml/r 恒压变量泵主体结构及变量机构进行了设计和分析。进行了 AMEsim软件仿真分析，通过solidworks软件对恒压变量泵 进行了三维建模以及关键部件的二维图纸设计。
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数学建模——动态数学模型
• 液压缸前腔连续方程 • 三通阀流量方程 • 三通控制阀芯的运动
微分方程 • 泵的理论流量方程 • 油泵输出压力特性
• 液压缸前腔连续方程 • 三通阀流量方程 • 三通控制阀芯的运动微分
方程 • 斜盘的力矩方程 • 变量活塞运动微分方程 • 柱塞腔压力 • 阻尼间隙流量方程
• 其变量控制方式是利用泵的出口压力作为反馈信 号，与调压弹簧调定值进行比较，然后再通过变 量机构的位置控制作用来调节泵的排量，使泵的 压力恒定。
• 系统压力由负载决定，而由恒压泵加于限定。
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恒压变量泵的改进和发展—第1代
第一代PCY14—1B
恒压变量泵
结构特点
• 1) 恒压阀不工作时，泵的排量最大 • 2)恒压阀为一独立部件 • 3)当恒压阀开启时，变量活塞上腔放油，变量活