定量泵LS与变量泵LS液压系统仿真研究
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泵 输 出 的压力 和 流量 与 负载 的压力 和 流量 相 适应 ， 变
换向阀、 梭 阀等 组成 。 原 理如 图 ２所示 。 负载 的 同特点是单泵多负载情况下 ，不 同的负载可 以同时 偿 阀 、 最高压力通过梭阀传递给负载敏感变量泵 的变量机 工作 。它们的工作原理见图 １ 和图 ２ 。 构。 负载敏感变量泵的工作原理见图 ３ 所示 。 负载敏
感变量泵 由变量泵 、 负载敏感 阀 、 压力切断 阀、 两个 油缸等组成。负载敏感阀 ３ 两端的受力平衡方程为 ： （ 一 Ｐ Ｌ ） Ａ＝ Ｆ ｏ式 中 ： 印 为变 量 泵 的 出 口压 力 ， 为最 高 的负载 的压力 ， Ａ为 阀芯 的面积 ， Ｆ为 弹簧 的预应 力 。当节流阀的阀芯开度减少 时， 节流阀的出 口 压力
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ １ 一 Ｏ ６ 作者简介 ： 李 昊（ １ ９ ９ Ｏ 一） ， 男， 河南省南 阳人 ， 硕士研究生 ， 主要 研究方 向为机电液一体化 。
１ ９ ６
《 装备制造技术） ２ ０ １ ５ 年第 ４ 期 减少 。当节流阀的阀芯开度增大时， 负载敏感 阀 ２两 阀 的控 制信 号 在 ０ ｓ ～ ５ ｓ内是 ０ ， ５ ｓ ～１ ０ ｓ内是
少 了系 统 的功 率 损 失 。负 荷 传感 液 压 系 统利 用 压 力
在定量泵负荷传感液压系统和变量泵负荷传感 力 ， 是最高的负载压力 ， Ａ是阀芯 的面积 ， Ｆ是弹簧 液压系统中 ， 定 量泵 输 出恒 定 的流 量 ， 输 出的 流量 不 的 预应 力 。 因此 泵 的出 口压 力 始终 比最 高 的 负 载压 会 因阀芯开度 的改变而发生变化。当负载所需 的流 力高 出 Ｆ ／ Ａ。 梭阀用于将最高 的负载压力传递给定差 量少于定量泵输 出的流量 时，多余 的流量通过定差 溢 流 阀 ，压 力 补偿 阀保 证 负载 的速 度不 会 因另 一 负 溢流 阀溢流 ， 造成很大 的功率损失 。而变量泵 Ｌ ｓ 液 载 的压 力 和 速度 的变 化 而发 生 变化 。正 常 工作 条 件 压系统的功率会随着负载功率的变化而发生变化 。
出功率保持不变。
关键 词 ： 负荷 传 感 液 压 系统 ； Ａ ＭＥ Ｓ ｉ ｍ； 能 耗 分 析
中图分类号 ： Ｔ Ｈ ３ ８
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ５） ０ ４ — ０ １ ９ ６ — ０ ３
负荷传感 液压系统通过梭 阀将负载的最高压力 所示 ，系统 中的两个先导 比例溢流 阀用来模拟实 际 信 号 反馈 给液 压 泵 ， 提 供 负 载所 需 的压 力 和 流 量 ， 减 液压系统中的两个负载。梭 阀将负载 的最高压力信 号传递给定差溢流阀 ，从而调节泵输 出的压力 比最 补偿阀 ， 可 以实现单泵多负载同时工作 ， 且动作相互 高的负载压力约高 ， 从而使多负载同时工作。定差溢 流 阀 的原 理 为 ： （ 一 Ｐ Ｌ ） Ａ＝ 式中： 是 泵 的 出 口压 独立 ， 互 不影 响 。
定量泵输 出的流量通过溢 １ 定量 泵 Ｌ Ｓ （ 负荷 传感 ） 液 压 系统 与变 量泵 力超过设定的最高压力时 ，
Ｌ Ｓ （ 负荷传感 ） 液压 系统
负 荷 传 感 液 压 系统 一 般 由定 量 泵 或 变 量 泵 、 压 力补 偿 阀 、 换 向阀、 梭 阀等 组 成 。两 个液 压 系统 的共
侧 的压差减少 ， 阀芯 向左移动。变量油缸 １ 的油液通 ０ ． ５ ， ５ ｓ ～１ ０ ｓ 是１ 。仿真时间是 １ ５ ｓ 。仿真结果如图 过压力补偿阀右位和负载敏感阀 ３ 右位流向油箱 ， 泵 ６所 示 。 的斜 盘倾 角增 大 ， 此 时 系统 的流量 增 大 。 正 常条件 下 ， １ ８ 变量泵输 出的流量与负载需求的流量相一致 。 负载压 力 超 过最 大 压力 时 ， 变量 泵 输 出的 流量 几乎 为 ０ 。 变 量
下， 液压系统 中多余 的流量经过定差溢流阀溢流 ， 当 压力很大时 ， 系统中有很大的溢流功率损失 。 负载压
流阀溢流， 此时功率损失很大。 定量泵 Ｌ ｓ 液压系统的 最大问题是流量过剩造成的溢流功率损失问题 。 １ ． ２ 变量 泵 Ｌ Ｓ液压 系统 变量泵 Ｌ Ｓ 液压系统 由负载敏感变量泵 、 压力补
图 １ 定量 泵 Ｌ Ｓ 图 ２ 变量泵 Ｌ Ｓ
１ ． １ 定 量泵 Ｌ Ｓ液 压 系统
定量泵 Ｌ Ｓ液 压 系 统 由定 量 泵 、压 力 补 偿 阀 、 换 向阀、 梭阀 、 定差溢流阀、 溢 流 阀等 组 成 。原 理 如 图 １
瞬时降低 ， 负载敏感 阀两侧的压差增大 ， 阀芯向右移 动 。此 时 ， 油液通 过 负 载敏感 阀 ３左 位 和压 力补 偿 阀 ２右 位进 入 油 缸 １ ， 由于 油 缸 ６的作 用 面积 小 于 油 缸 １ 的作用面积 ， 因此在斜盘上产生扭矩 ， 使泵的排量
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｌ Ｓ与变 量 泵 Ｌ Ｓ液压 系统 仿 真 研 究
李 昊。 尹 欣
７ １ ０ ０ ６ ４ ） （ 长安大学 ， 陕西
摘
西安
要： 介 绍 了定 量 泵 Ｌ ｓ （ 负荷 传 感 ） 与 变量泵 Ｌ ｓ系统 的 工 作 原 理 。 采 用 基 于 Ａ ＭＥ Ｓ Ｉ Ｍ 的 仿 真 技 术 研 究 两 种 负载 敏 感
液压 系统在不 同工况 下的能耗 特点。 变量 泵 Ｌ ｓ系统 中泵的输 出功 率随着 负载功 率的变化而变化 ， 定量 泵 Ｌ ｓ中泵 的输
换向阀、 梭 阀等 组成 。 原 理如 图 ２所示 。 负载 的 同特点是单泵多负载情况下 ，不 同的负载可 以同时 偿 阀 、 最高压力通过梭阀传递给负载敏感变量泵 的变量机 工作 。它们的工作原理见图 １ 和图 ２ 。 构。 负载敏感变量泵的工作原理见图 ３ 所示 。 负载敏
感变量泵 由变量泵 、 负载敏感 阀 、 压力切断 阀、 两个 油缸等组成。负载敏感阀 ３ 两端的受力平衡方程为 ： （ 一 Ｐ Ｌ ） Ａ＝ Ｆ ｏ式 中 ： 印 为变 量 泵 的 出 口压 力 ， 为最 高 的负载 的压力 ， Ａ为 阀芯 的面积 ， Ｆ为 弹簧 的预应 力 。当节流阀的阀芯开度减少 时， 节流阀的出 口 压力
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ １ 一 Ｏ ６ 作者简介 ： 李 昊（ １ ９ ９ Ｏ 一） ， 男， 河南省南 阳人 ， 硕士研究生 ， 主要 研究方 向为机电液一体化 。
１ ９ ６
《 装备制造技术） ２ ０ １ ５ 年第 ４ 期 减少 。当节流阀的阀芯开度增大时， 负载敏感 阀 ２两 阀 的控 制信 号 在 ０ ｓ ～ ５ ｓ内是 ０ ， ５ ｓ ～１ ０ ｓ内是
少 了系 统 的功 率 损 失 。负 荷 传感 液 压 系 统利 用 压 力
在定量泵负荷传感液压系统和变量泵负荷传感 力 ， 是最高的负载压力 ， Ａ是阀芯 的面积 ， Ｆ是弹簧 液压系统中 ， 定 量泵 输 出恒 定 的流 量 ， 输 出的 流量 不 的 预应 力 。 因此 泵 的出 口压 力 始终 比最 高 的 负 载压 会 因阀芯开度 的改变而发生变化。当负载所需 的流 力高 出 Ｆ ／ Ａ。 梭阀用于将最高 的负载压力传递给定差 量少于定量泵输 出的流量 时，多余 的流量通过定差 溢 流 阀 ，压 力 补偿 阀保 证 负载 的速 度不 会 因另 一 负 溢流 阀溢流 ， 造成很大 的功率损失 。而变量泵 Ｌ ｓ 液 载 的压 力 和 速度 的变 化 而发 生 变化 。正 常 工作 条 件 压系统的功率会随着负载功率的变化而发生变化 。
出功率保持不变。
关键 词 ： 负荷 传 感 液 压 系统 ； Ａ ＭＥ Ｓ ｉ ｍ； 能 耗 分 析
中图分类号 ： Ｔ Ｈ ３ ８
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ５） ０ ４ — ０ １ ９ ６ — ０ ３
负荷传感 液压系统通过梭 阀将负载的最高压力 所示 ，系统 中的两个先导 比例溢流 阀用来模拟实 际 信 号 反馈 给液 压 泵 ， 提 供 负 载所 需 的压 力 和 流 量 ， 减 液压系统中的两个负载。梭 阀将负载 的最高压力信 号传递给定差溢流阀 ，从而调节泵输 出的压力 比最 补偿阀 ， 可 以实现单泵多负载同时工作 ， 且动作相互 高的负载压力约高 ， 从而使多负载同时工作。定差溢 流 阀 的原 理 为 ： （ 一 Ｐ Ｌ ） Ａ＝ 式中： 是 泵 的 出 口压 独立 ， 互 不影 响 。
定量泵输 出的流量通过溢 １ 定量 泵 Ｌ Ｓ （ 负荷 传感 ） 液 压 系统 与变 量泵 力超过设定的最高压力时 ，
Ｌ Ｓ （ 负荷传感 ） 液压 系统
负 荷 传 感 液 压 系统 一 般 由定 量 泵 或 变 量 泵 、 压 力补 偿 阀 、 换 向阀、 梭 阀等 组 成 。两 个液 压 系统 的共
侧 的压差减少 ， 阀芯 向左移动。变量油缸 １ 的油液通 ０ ． ５ ， ５ ｓ ～１ ０ ｓ 是１ 。仿真时间是 １ ５ ｓ 。仿真结果如图 过压力补偿阀右位和负载敏感阀 ３ 右位流向油箱 ， 泵 ６所 示 。 的斜 盘倾 角增 大 ， 此 时 系统 的流量 增 大 。 正 常条件 下 ， １ ８ 变量泵输 出的流量与负载需求的流量相一致 。 负载压 力 超 过最 大 压力 时 ， 变量 泵 输 出的 流量 几乎 为 ０ 。 变 量
下， 液压系统 中多余 的流量经过定差溢流阀溢流 ， 当 压力很大时 ， 系统中有很大的溢流功率损失 。 负载压
流阀溢流， 此时功率损失很大。 定量泵 Ｌ ｓ 液压系统的 最大问题是流量过剩造成的溢流功率损失问题 。 １ ． ２ 变量 泵 Ｌ Ｓ液压 系统 变量泵 Ｌ Ｓ 液压系统 由负载敏感变量泵 、 压力补
图 １ 定量 泵 Ｌ Ｓ 图 ２ 变量泵 Ｌ Ｓ
１ ． １ 定 量泵 Ｌ Ｓ液 压 系统
定量泵 Ｌ Ｓ液 压 系 统 由定 量 泵 、压 力 补 偿 阀 、 换 向阀、 梭阀 、 定差溢流阀、 溢 流 阀等 组 成 。原 理 如 图 １
瞬时降低 ， 负载敏感 阀两侧的压差增大 ， 阀芯向右移 动 。此 时 ， 油液通 过 负 载敏感 阀 ３左 位 和压 力补 偿 阀 ２右 位进 入 油 缸 １ ， 由于 油 缸 ６的作 用 面积 小 于 油 缸 １ 的作用面积 ， 因此在斜盘上产生扭矩 ， 使泵的排量
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｌ Ｓ与变 量 泵 Ｌ Ｓ液压 系统 仿 真 研 究
李 昊。 尹 欣
７ １ ０ ０ ６ ４ ） （ 长安大学 ， 陕西
摘
西安
要： 介 绍 了定 量 泵 Ｌ ｓ （ 负荷 传 感 ） 与 变量泵 Ｌ ｓ系统 的 工 作 原 理 。 采 用 基 于 Ａ ＭＥ Ｓ Ｉ Ｍ 的 仿 真 技 术 研 究 两 种 负载 敏 感
液压 系统在不 同工况 下的能耗 特点。 变量 泵 Ｌ ｓ系统 中泵的输 出功 率随着 负载功 率的变化而变化 ， 定量 泵 Ｌ ｓ中泵 的输