行走平板車驅(qū)動液壓系統(tǒng)選型——泵和馬達(dá)匹配
發(fā)布時間:2022-05-20來源:山東液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)向器生產(chǎn)廠家
1、液壓泵和馬達(dá)壓力的匹配
液壓系統(tǒng)的工作壓力由負(fù)荷而產(chǎn)生。元件的最高標(biāo)定壓力(簡稱為最高壓力)是根據(jù)元件的可靠壽命和所允許的泄漏來規(guī)定的最高間斷壓力。最高壓力一般不會超過全部工作時間的1%~2%,該壓力一般由壓力限制器調(diào)節(jié)或是由溢流閥來進(jìn)行壓力安全保護(hù)。額定壓力是保證元件期望壽命的靜態(tài)持續(xù)參數(shù)。為了保證液壓元件的工作壽命和可靠性,通常我們對液壓系統(tǒng)壓力的設(shè)定辦法是確定機(jī)器的最大負(fù)荷壓力和平均持續(xù)負(fù)荷壓力,這兩個壓力值均不得超過元件的最高標(biāo)定壓力和額定工作壓力。
目前我國在液壓泵的工作壓力的設(shè)定上大體上這樣考慮的:葉片泵在機(jī)床上使用時,工作壓力約為3~4MPa,不超過4.5MPa,而且要求只能短暫的時間點可以用到額定壓力。齒輪泵在使用過程中可以選到額定壓力。如果考慮到產(chǎn)品質(zhì)量水平的不同,最好適當(dāng)降低壓力20%~30%,在裝載機(jī)上至少應(yīng)該要降低一個壓力級使用。如額定壓力為10MPa的泵,用到6MPa,14 MPa的液壓泵就要用到8~9MPa這樣使用較為合理。
最高匹配壓力以元件最高標(biāo)定壓力為基準(zhǔn)。我們在匹配元件的壓力值時既要考慮其使用壽命與壓力的關(guān)系,也要考慮溢流閥使用頻繁帶來的流量損失以及液壓系統(tǒng)因此而產(chǎn)生的油溫上升,所以就合理的匹配最高壓力很重要。液壓馬達(dá)和液壓泵的工作壓力由負(fù)載決定。一般取額定壓力的80%。
2、液壓泵和馬達(dá)轉(zhuǎn)速的匹配
額定轉(zhuǎn)速是工作壽命與轉(zhuǎn)速近似成反比的轉(zhuǎn)速域極限,當(dāng)轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速后工作狀態(tài)就會迅速惡化,工作壽命也將會急劇降低。
液壓元件的轉(zhuǎn)速能力受旋轉(zhuǎn)組件本身的機(jī)械性能與受到的機(jī)械負(fù)荷以及流量的影響,它是元件的排量和壓力成反比的關(guān)系,當(dāng)壓力降低或排量減小時允許轉(zhuǎn)速提高。元件的允許轉(zhuǎn)速極限一般分為持續(xù)標(biāo)定轉(zhuǎn)速和最高標(biāo)定轉(zhuǎn)速,根據(jù)排量不同,這兩種轉(zhuǎn)速又可分為大排量和小排量的標(biāo)定值。右圖為斜盤式軸向柱塞泵、柱塞馬達(dá)典型的轉(zhuǎn)速標(biāo)定值和排量的關(guān)系。
由圖我們可以了解到,在同等壓力的條件下,變量泵或馬達(dá)的標(biāo)定壓力隨著其排量減小而增加,當(dāng)達(dá)到最小排量(排量不一定為零)與全排量之間的某一排量值時會達(dá)到極限值,該值將不再有所增加,這一極限值稱為小排量標(biāo)定轉(zhuǎn)速(用上標(biāo)×表示)。額定轉(zhuǎn)速是液壓泵或馬達(dá)在持續(xù)最大功率和額定壓力條件下滿足期望壽命而推薦的最高轉(zhuǎn)速。對于大多數(shù)車輛的液壓傳動系統(tǒng)而言,最高車速出現(xiàn)在下坡制動或其他負(fù)功率工況下,此時系統(tǒng)壓力并不為零。小排量最高轉(zhuǎn)速工況則是液壓元件最惡劣的工況,因為在該轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)組件由于慣性力而帶來的附加載荷很大,可能使元件的機(jī)械屬性發(fā)生破壞,同時在較的高轉(zhuǎn)速下還可能使運動副處于極限潤滑態(tài)也可能導(dǎo)致元件受損。
由壓力及轉(zhuǎn)速的相互關(guān)系影響可以知道,在額定轉(zhuǎn)速以下,影響泵或馬達(dá)的傳動效率和工作壽命的主要因素是工作壓力,而在額定轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速之間時,液壓元件的轉(zhuǎn)速則成為影響傳動效率和工作壽命主要的因素,特別在接近最高轉(zhuǎn)速時將對液壓元件的工作安全等問題產(chǎn)生巨大的影響。
車輛在高速運行時,液壓泵和液壓馬達(dá)分別為大排量和小排量的工作狀態(tài)。液壓泵定量泵在進(jìn)行參數(shù)匹配時,一般將全排量最高轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速進(jìn)行匹配,原因是由于發(fā)動機(jī)達(dá)到轉(zhuǎn)速最大時不再升高,又由于泵不在小排量的最高轉(zhuǎn)速下工作,那么大排量最高轉(zhuǎn)速即為液壓泵的最惡劣工況,至于小排量最高轉(zhuǎn)速不需要考慮。但是對于變量液壓馬達(dá)來說,排量減小會使轉(zhuǎn)速升高,所以小排量最高轉(zhuǎn)速對其匹配選型上有著重要意義。
由發(fā)動機(jī)、變量泵、變量馬達(dá)組成的液壓驅(qū)動系統(tǒng)在驅(qū)動車輛行駛時采用的是恒功率速度自適應(yīng)控制,可以保證車輛在負(fù)荷變化過程中,它的傳動系統(tǒng)始終能夠發(fā)揮出最大驅(qū)動功率。