CASAPPA LVP 负载敏感泵工作原理 中文

PLATA 系列
轴向变量柱塞泵
工作原理和液压控制
PLATA 特点

适用于开式回路 适用于中高压的行走机械设备和工业应用 噪音排放低 因为可变排量可以节能
因为可选择多种控制方式具有很高的操作灵活 性: 压力控制 流量控制 功率（扭矩）控制

响应时间短 驱动轴轴承支座可以承受径向和轴向载荷 泵支持在多个组合体中的全扭矩传送
这种往复运动是由于斜盘和轴线夹角产生的。这个角度是变化的（变量泵）。
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工作原理
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工作原理
Q v n V pV T
mh
Pin n T Pout p Q v mh Pin Pout v mh Pin
Q T V p n = = = = = 流量 扭矩 排量 压力 转速 Pin Pout v mh = = = = = 输入的机械功率 输出的液压功率 容积效率 液压机械效率 总效率
控制阀
通过回路的流量取决于用户指令而不是负载
可控性 压力降 p*FC 是一个预先调定值
LS

p
p*FC
控制系 统
X
p*FC 设置成一个较低值 (约为 14 bar), 这样 只有一个小功率(Q x p*FC)通过控制阀被浪费

泵+调节器
通过回路的流量直接正比于用户指令 u

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负载敏感原理
这种往复运动是由于斜盘和驱动轴轴线夹角产生的。这个角度是变化的（变量泵）。
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工作原理
泵的排量是由控制阀所调节的， 这决定了先导活塞中的压力。当先 导压力增加时，斜盘角度减小，引 起柱塞行程减小和泵的排量减小。
泵的传输压力和弹簧压 力共同作用在对重平衡柱塞 上，使泵在开始时保持在最 大排量。
为了保持预调压力，通过压力控制调节 泵的排量来保持系统的流量需求。
如果压力低于阀的设定值，泵输 出最大流量

泵在没有任何额外的因素下被保 护

能够保证节能是因为没有多出的 流量通过阀。

S1
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压力控制 (RP)
动态节流器 ( = 0.5 S1 mm): 它起到减小压力波动和 使系统稳定的作用。
因为没有多余的流量通过阀保 证了节能。

S1
S2
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负载敏感系统原理
用户指令 u
负载敏感系统:

Q (通向回路)
控制阀
(可变排量) 带有负载敏感调节器的泵
LS
X

负载敏感控制阀
p
用户指令远程控制: 用户指令 u 决定了 泵的开口量

S1
泵+调节器
S2
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负载敏感原理
用户指令 u
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PLATA 技术参数
用HL或者 HLP矿物型液压油 泵的类型
LVP 30 LVP 48 LVP 75
Vmax 46 73 0.8 最小 [bar abs.] 25 最大 280 连续的 [bar] 315 间歇的 350 最高 [bar abs] 1.5 [rpm] @ Vmax (*) 3000 2600 2200 @ nmax 87 119.6 160.6 [l/min] @ 1500 rpm 43.5 69 109.5 @ nmax 39.8 54.7 73.5 [kW] @ 1500 rpm 19.9 31.6 50.1 @ 280 bar 129.3 205.1 325.5 [Nm] @ 100 bar 46.2 73.2 116.2 2 [kgm ] 0.0020 0.0030 0.0080 Fax 1000 1500 2000 [N] Frad 1500 1500 3000 [l] 0.7 0.9 1.5 [kg] 18 24 33 丁纳橡胶(N) – 氟胶 (V) -25 ÷+90° 用丁纳橡胶 [° C] -10 ÷+90° 用氟胶 [cm3/rev] 29
Fspring PC
pS
限压阀调节先导压力保持 在：

p

Fspring PC S
p *PC
A T P
根据弹簧预压力，可以设 定预调压力p*PC 。
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压力控制 (RP)
Qmax
1
1 2
最大流量 压力控制
Pump flowrate
压力控制一般设定在:
2
p*PC = 280 bar (泵输出的最大连续压力)
总效率
Rendimento totale [%]
350 60
- Cilindrata = 100 % 82
300
Pout v mh Pin
84.4 84
250
Pressione [bar]
73
200
70
80
150
83
100
Pin Pout v mh
= = = =
输入的机械功率 输出的液压功率 容积效率 液压机械效率
用户指令 u
负载敏感系统:
控制阀
LS
X
T 无用户指令 准备状态: 负载敏感控制阀完全关闭并且把负载敏感信 号连接到卸荷口

p
p*FC
控制系 统
控制系统保持在 p = p*FC (14 bar): 泵 的排量接近于零 (只有调节流量被提供) 并且 出口压力非常低

节能
泵 + 调节 器
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流量调节阀
连接限压阀和转矩限制器 (LS 信号)
进油口
扭矩限制器
出油口
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泵的零件
先导活塞 轴
开槽销
泵壳 花键套
泵体
斜盘
滑靴 柱塞 柱塞弹簧 配流盘 回程盘 对重平衡柱塞
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工作原理
斜盘式轴向柱塞 泵将输入轴的旋转运 动转变成柱塞的轴向 往复运动。 在前半转动周期 柱塞从缸体的柱塞孔 中移除出，同时使工 作容腔的容积增大； 在转动的后半周期柱 塞进入到缸体的柱塞 孔中，同时使工作容 腔的容积减小。这种 往复运动将液体吸入 再将其排除。
配流盘提供柱塞（可变容腔）与 泵的输入输出口的连接

为了减小泵的噪音，使开槽和配流盘 上的孔达到最优化。

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泵壳内部的连接

泵的后端盖内部管路连接到控制阀的各油口
P – 压力油口 (输出口) T – 回油口 (泵壳) A – 控制油口 (先导活塞)
A
T
A
P
P
P
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压力控制 (RP)
负载敏感原理
负载敏感优点:
• 可控性 - 泵总是提供系统需要的流量(在许用最大只之内)，即使在负载变化情况 下 - 到系统的流量直接正比于用户的指令而不是由负载决定的 • 节能 - 泵传送的压力决定于实际负载情况，通过负载敏感信号
- 泵没有多余的流量提供 –如果没有流量需要 ，泵的排量几乎接近于零
r
Q C A Dp
流量 流量系数 ≈ 0.62 节流孔的面积, 正比于指令u 节流压力降 流体密度 ≈ 850 kg/m3
Q K u
泵 + 调节 器
r
Dp CV p *FC cost
通过回路的流量直接正比于用户指令 u

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负载敏感原理
用户指令 u
负载敏感系统:

Q (通向回路)
78
76
50
50
0 400 600 800
65
70
73
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
Velocità [rpm]
Pump LVP 48 (46 cm3/rev) – 50°C – mineral oil arnica 46
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泵的输出
100
0 400
65
0 400
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
Velocità [rpm]
Pump LVP 48 (46 cm3/rev) – 50°C – mineral oil arnica山金车酊矿物型液压油 46
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泵的效率——试验测试
300
300
91
250
90
93
250
Pressione [bar]
Pressione [bar]
84
200
88
200
95
86 84
89
87
150
150
100
96 98 99
600 800
97
100
50
50
80 70
来自百度文库600 800
75
100 Velocità [rpm] 99.9
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
LS
p = p*TC + p*FC 限制输出压力
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扭矩控制
后端弹簧使套筒和斜盘销保持 相连用来固定斜盘

s
pX (S-s)
T X A P
扭矩调节器在信号X上有一个 限制 :
pX

Fsprings TC Ss
p *TC
流量调节器保持在: p - px = p*FC
T
1) if pLS < p*TC: px = pLS (没有流量通过节流孔) 流量控制 2) if pLS > p*TC: px = p*TC
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扭矩控制
在扭矩控制中需要 限压阀和流量调节 器。
根据系统压力，扭矩限制其调节泵的排 量为了保持预调节扭矩。

原动机过载保护
S3
X
原动机在最大效率情况下能 一直工作

流量控制优先于扭矩控制
压力控制限制系统的最大 压力
S1
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扭矩控制
功能节流孔 ( = 0.75 mm) 塞子 (LS2)
流量控制 (负载敏感)
在标准的流量控制 中需要限压阀。
为了保持一个恒定的压力降通过一个流 量测试装置，通过流量控制调节泵的排 量(负载敏感原理)。
负载敏感信号必须连接到流量 调节器的X口 pX = pLS

X
负载敏感信号提供负载信息: 这 样在任何压力之下，泵的流量都 等于系统流量的需要

LS

P
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流量控制 (负载敏感)
S2
LS0 配置
可变节流孔( = 0.4 mm): 它可以减小负载敏感压力震荡并起 到稳定系统作用
LS2 配置
可以用一个塞子代替可变节流孔 一些应用不需要稳定: 塞子可以引起 更快的流量控制响应
LS
T
A
P
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流量控制 (负载敏感)
Qmax
1 2
Pressure
泵的工况取决于压力——流量表中的两条曲线：
p*PC
1) 如果压力低于控制预调压力p*PC ，泵的排量最大 （因为容积效率，所以直线不完全水 平 ）； 2) 如果压力有增加的趋势，泵的排量将适应系统流量的需求。因此最大压力被限制到p*PC （因为弹簧的刚性，直线不完全垂直）。
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流量控制 压力控制
Pump flowrate
弹簧预载通常设定为:
系统流量需求
1 2
p*FC = 14 bar
Pressure
泵的工况取决于压力流量表中的四边形:
p*PC
1) 泵的排量在任何压力之下都适应系统所需的流量：当控制阀口开度恒定时，即使负载变化 流量也是恒定的 2) 最大压力通过压力控制始终限定在p*PC
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泵的效率——试验测试
容积效率
液压机械效率
Q v nV pV mh T
- Cilindrata = 100 %
350
Q T V p n
= = = = =
流量 扭矩 排量 压力 转速
Rendimento volumetrico [%]
350
Rendimento meccanico-idraulico [%] - Cilindrata = 100 % 91.4 91 89.5
S3 X S3
LS
连接管

在负载敏感信号中需要S3节流孔
X
pX ≠ pLS
LS S3节流孔的功能: 没有它扭矩控制不能 工作

T
A P
对于正确的扭矩控制工作过程在流量调 节器中的动态节流孔必须关闭 (LS2)

一根管连接流量调节器中的LS口和扭矩 调节器

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扭矩控制
S
Fsprings TC
负载敏感系统:
负载敏感信号能够提供有关负载压力的连续 的信号

Q (通向回路)
控制阀
LS
X
控制系统保持一个恒定的压力通过一个流量 测定装置 (控制阀), 直接反馈在泵的排量上

p
p*FC
控制系 统
控制阀作为一个调解器工作: 在恒定的压力降 情况下，流量仅取决于阀口开度

Q C A( u )
2 Dp
最大排量 (理论) 最大进口压力
最大出口压力 最大泄油压力
最大速度
最大排量（理论）
最大功率 (理论) 最大扭矩 (理论) 转动惯量 驱动轴上允许最大的力
nmax
加注容量 质量 (无油) 密封
工作温度
* With an inlet pressure of 1 bar abs
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泵的配件
限压阀（压力限制器）
- 没有多余的流量通过安全阀 (泵调节器反馈给先导信号， 所以只有少量 的油浪费)
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流量控制 (负载敏感)
pLS S
Fsprings FC
pS
流量调节器调节先导压力 保持在:

Dp CV p p LS
Fsprings FC A
p *FC
LS
T
A
反馈给弹簧预压力, 预调压力降 p*FC可以被设定 。