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如何提高齒輪泵性能

文章出處:作者:人氣:发表时间:2018-5-14 14:30:59

如何提高齒輪泵性能

 
提高齒輪油泵性能的可行回路
 
齿轮油泵因受定排量的结构限制,通常认为齒輪泵仅能作恒流量液压源使用。
 
在泵上直接安装控制阀,可省去泵与方向阀之间管路,从而控制了成本。较少管件及连接件可减少泄漏,从而提高工作可靠性。而且泵本身安装阀可降低回路的循环压力,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,其中有些是实践证明可行的基本回路,而有些则属创新研究。
 
卸載回路
 
卸载元件将在大流量泵与小功率单泵结合起来。液体从两个齿轮油泵因受定排量的结构限制,通常认为齒輪泵仅能作恒流量液压源使用.齿轮油泵因受定排量的结构限制,通常认为齿轮油泵仅能作恒流量液压源使用。然而,附件及螺纹联接组合阀方案对于提高其功能、降低系统成本及提高系统可靠性是有效的,因而,齿轮油泵的性能可接近价昂、复杂的柱塞泵。这时,大流量泵便把流量从其出口循环到入口,从而减少了该泵对系统的输出流量,即将泵的功率减少至略高于高压部分工作的所需值。流量降低的百分比取决于此时未卸载排量占总排量的比率。组合或螺纹联接卸载阀减少乃至消除了管路、孔道和辅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。杠杆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,因爲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,通常認爲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爲快速動作而需大流量及快速動作而需大流量及爲精確控制而減少流量的回路,例如快速伸縮的起重臂回路。圖1所示回路的卸載閥無操縱信號作用時,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。
 
压力传感卸载阀是最普遍的方案。如图2所示,弹簧作用使卸载阀处于其大流量位置。回路压力达到溢流阀预调值时,溢流阀开启,卸载阀在液压和作用下切换至其小流量位置。压力传感卸載回路多用于行程中需快速、行程结束时需高压低速的液压缸供液。压力传感卸载阀基基本上是一个达到系统压力即卸的自动卸载元件,普遍用于测程仪分裂器和液压虎钳中。
 
流量传感卸載回路中的卸载阀也是由弹簧将其压向大流量位置。该阀中的固定节流孔尺寸按设备的发动机最佳速度所需流量确定。若发动机速度超出此最佳范围,则节流小孔压降将增加,从而将卸载阀移位至小流量位置。因此大流量泵相邻的元件做成可对最大流量节流的尺寸,故此回路能耗少、工作平稳且成本低。这种回路的典型应用是,限定回路流量达最佳范围以提高整个系统的性能,或限定机器高速行驶期间的回路压力。常用于垃圾运载卡车等。
 
压力流量传感卸載回路的卸载阀也是由弹簧压向大流量位置,无论达到预定压力还是流量,都会卸载。设备在空转或正常工作速度下均可完成高压工作。此特性减少了不必要的流量,故降低了所需的功率。因为此种回路具有较宽的负载和速度变化范围,故常用于挖掘设备。
 
具有功率综合的压力传感卸載回路,它由两组略加变化的压力传感卸载泵组成,两组泵由同一原动机驱动,每台泵接受另一卸载泵的导控卸载信号。此种传感方式称之为交互传感,它可使一组泵在高压下工作而另一组泵在大流量下工作。两只溢流阀可按每个回路特殊的压力调整,以使一台或两台泵卸载。此方案减少了功率需求,故可采用小容量价廉原动机。
 
负载传感卸載回路。当主控阀的控制腔(下腔)无负载传感信号时,泵的所有流量经阀1、阀2排回油箱;当给此控制阀施加负载传感信号时,泵向回路供液;当泵的输出压力超过负载传感阀的压力预定值时,泵仅向回路提供工作流量,而多余流量经阀2的节流位置旁通回油箱。
 
帶負載傳感元件的齒輪油泵與柱塞泵相比,具有成本低、抗汙染能力強及維護要求低的優點。
 
優先流量控制
 
不论齿轮油泵的转速、工作压力或支路需要的流量大小,定值一次流量控制阀总可保证设备工作所需的流量。在图7所示的这种回路中,泵的输出流量必须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。定值一次流量阀(比例阀)将一次控制与液压泵结合起来,省去管路并消除外泄漏,故降低了成本。此种齒輪泵回路的典型应用是汽车起重机上常可见到的转向机构,它省去了一个泵。
 
負載傳感流量控制閥的功能與定值一次流量控制的功能十分相近:即無論泵的轉速、工作壓力或支路抽需流量大小,均提供一次流量。但僅通過一次油口向一次油路提供所需流量,直至其最大調整值。此回路可替代標准的一次流量控制回路而獲得最大輸出流量。因無載回路的壓力低于定值一次流量控制方案,故回路溫升低、無載功耗小。負載傳感比列流量控制閥與一次流量控制閥一樣,其典型應用是動力轉向機構。
 
旁路流量控制
 
對于旁路流量控制,不論泵的轉速或工作壓力高低,泵總按預定最大值向系統供液,多余部分排回油箱或泵的入口。此方案限制進入系統的流量,使其具有最佳性能。其優點是,通過回路規模來控制最大調整流量,降低成本;將泵和閥組合成一體,並通過泵的旁通控制,使回路壓力降至最低,從而減少管路及其泄漏。
 
旁路流量控制阀可与限定工作流量(工作速度)范围的中团式负载传感控制阀一起设计。此种型式的齒輪泵回路,常用于限制液压操纵以使发动机达最佳速度的垃圾运载卡车或动力转向泵回路中,也可用于固定式机械设备。
 
幹式吸油閥
 
幹式吸油閥是一种气控液压阀,它用于泵进油节流,当设备的液压空载时,仅使极小流量(〈 18.9t/min)通过泵;而在有负载时,全流量吸入泵。如图10所示,这种回路可省去泵与原动机间的离合器,从而降低了成本,还减小了空载功耗,因通过回路的极小流量保持了设备的原动机功率。另外,还降低了泵在空载时的噪声。幹式吸油閥回路可用于由内燃机驱动的任何车辆中开关式液压系统,例如垃圾装填卡车及工业设备。
 
液壓泵方案的選擇
 
齿轮油泵的工作压力已接近柱塞泵,组合负载传感方案为齒輪泵提供了变量的可能性,这就意味着齒輪泵与柱塞泵之间原本清楚的界限变理愈来愈模糊了。
 
合理选择液压泵方案的决定因素之一,是整个系统的成本,与价昂的柱塞泵相比,齒輪泵以其成本较低、回路简单、过滤要求低等特点,成为许多应用场合切实可行的选择方案。