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拓展齒輪泵功能的液壓回路設計

因受定排量的結構限制,通常認為齒輪泵僅能作恒流量液壓源使用。然而,附件及螺紋聯接組合閥方案對于提高其功能、降低系統成本及提高系統可靠性是有效的,因而,齒輪泵的性能可接近價昂、復雜的柱塞泵。
例如,在泵上直接安裝控制閥,可省去泵與方向閥之間管路,從而控制了成本。較少管件及連接件可減少泄漏,從而提高工作可靠性。而且泵本身安裝閥可降低回路的循環壓力,提高其工作性能。下面是一些可提高齒輪泵基本功能的回路,其中有些是實踐證明可行的基本回路,而有些則屬創新研究。 卸載回路
卸載元件將在大流量泵與小功率單泵結合起來。液體從兩個泵的出口排出,直至達到預定壓力和(或)流量。這時,大流量泵便把流量從其出口循環到入口,從而減少了該泵對系統的輸出流量,即將泵的功率減少至略高于高壓部分工作的所需值。流量降低的百分比取決于此時未卸載排量占總排量的比率。組合或螺紋聯接卸載閥減少乃至消除了管路、孔道和輔件及其它可能的泄漏。
最簡單的卸載元件由人工操縱。彈簧使卸載閥接通或關閉,當給閥一操縱信號時,閥的通斷狀態好被切換。杠桿或其它機械機構是操縱這種閥的最簡單方法。
導控(氣動或液壓)卸載閥是操縱方式的一種改進,因為此類閥可進行遠程控制。其最大的進展是采用電氣或電子開關控制的電磁閥,它不僅可用遠程控制,而且可用微機自動控制,通常認為這種簡單的卸載技術是應用的最佳情況。
人工操縱卸載元件常用于為快速動作而需大流量及快速動作而需大流量及為精確控制而減少流量的回路,例如快速伸縮的起重臂回路;芈返男遁d閥無操縱信號作用(左位)時,回路一直輸出大流量。對于常開閥,在常態下回路將輸出小流量。
壓力傳感卸載閥是最普遍的方案。彈簧作用使卸載閥處于其大流量位置(左位);芈穳毫_到溢流閥預調值時,溢流閥開啟,卸載閥在液壓和作用下切換至其小流量位置(右位)。壓力傳感卸載回路多用于行程中需快速、行程結束時需高壓低速的液壓缸供液。壓力傳感卸載閥基基本上是一個達到系統壓力即卸的自動卸載元件,普遍用于測程儀分裂器和液壓虎鉗中。
流量傳感卸載回路中的卸載閥也是由彈簧將其壓向大流量位置(左位)。該閥中的固定節流孔尺寸按設備的發動機最佳速度所需流量確定。若發動機速度超出此最佳范圍,則節流小孔壓降將增加,從而將卸載閥移位至小流量位置(右位)。因此大流量泵相鄰的元件做成可對最大流量節流的尺寸,故此回路能耗少、工作平穩且成本低。這種回路的典型應用是,限定回路流量達最佳范圍以提高整個系統的性能,或限定機器高速行駛期間的回路壓力。常用于垃圾運載卡車等。
壓力流量傳感卸載回路的卸載閥也是由彈簧壓向大流量位置(左位),無論達到預定壓力還是流量,都會卸載。設備在空轉或正常工作速度下均可完成高壓工作。此特性減少了不必要的流量,故降低了所需的功率。因為此種回路具有較寬的負載和速度變化范圍,故常用于挖掘設備。
具有功率綜合的壓力傳感卸載回路,它由兩組略加變化的壓力傳感卸載泵組成,兩組泵由同一原動機驅動,每臺泵接受另一卸載泵的導控卸載信號。此種傳感方式稱之為交互傳感,它可使一組泵在高壓下工作而另一組泵在大流量下工作。兩只溢流閥可按每個回路特殊的壓力調整,以使一臺或兩臺泵卸載。此方案減少了功率需求,故可采用小容量價廉原動機。
負載傳感卸載回路。當主控閥的控制腔(下腔)無負載傳感信號時,泵的所有流量經閥1、閥2排回油箱;當給此控制閥施加負載傳感信號時,泵向回路供液;當泵的輸出壓力超過負載傳感閥的壓力預定值時,泵僅向回路提供工作流量,而多余流量經閥2的節流位置(上位)旁通回油箱。
帶負載傳感元件的齒輪泵與柱塞泵相比,具有成本低、抗污染能力強及維護要求低的優點。 優先流量控制
不論泵的轉速、工作壓力或支路需要的流量大小,定值一次流量控制閥總可保證設備工作所需的流量。的這種回路中,泵的輸出流量必須大于或等于一次油路所需流量,二次流量可作它用或回油箱。定值一次流量閥(比例閥)將一次控制與液壓泵結合起來,省去管路并消除外泄漏,故降低了成本。此種齒輪泵回路的典型應用是汽車起重機上?梢姷降霓D向機構,它省去了一個泵。

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