1:压力控制作为一种单独的控制形式时,通常被描述为Pressure control(压力控制)比如:A4VSxxDR泵、A7VOXXDR泵、A10VXXDR泵、A11VXXDR泵等2:压力控制作为一种附加功能(泵上同时有多个控制形式时,比如LRDS,LRN1D中的D)时,被描述为Pressure cut off (压力切断)比如:A4VGXXEP1D, A10VOXXLA5D, A11VXXLRDU2,A7VOXXLRD3:压力控制作为一种附加功能时,依然被描述为Pressure control (压力控制)比如:A4VSOXXLRD03淘评
犹如“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳”,“压力切断”功能在不同泵上有不同的称谓。这也许因为不同泵厂设计人员对同一个概念描述的习惯不同罢了。淘液压(公众号:taoyeya2014)更倾向于pressure control 压力控制的说法。不论叫什么名字,它们的功能都是类似的:限定系统的工作压力或者实现压力的恒定。我们不必纠结于它的名称,重要的是搞清楚它的工作原理及实现的方法。为了表述方便接下来的内容里,依然沿用“压力切断”的称谓。六:“压力切断”实现的不同形式通过前面的介绍,淘友们对“压力切断”实现的原理应该很清楚了。简言之就是:泵上的“压力切断”控制阀首先感知系统的工作压力,然后改变控制压力(推动变量活塞的控制油压力),从而改变斜盘摆角(泵排量),最终实现压力的恒定(限制住系统的最高工作压力)。下面我们一起看看力士乐常见变量柱塞泵实现“压力切断”的形式:1:A4VG泵压力切断的实现A4VG切断阀结构a:插装式(黄色虚线框)b:A,B两侧共用一个切断阀c:内置梭阀,选择高压侧的油作为先导油作用在阀芯上,控制阀芯的开启d:调整螺钉在顶部,顺时针旋进压力增大,逆时针旋出压力减小切断阀原理A4VG从右图的原理图可以看出,它的工作原理如下:通过梭阀选择高压侧工作油作用在切断阀芯上,当工作压力达到弹簧设定力时切断阀开启将控制油泄掉一部分,斜盘向小摆角摆动直到工作压力等于弹簧设定力;当工作压力低于设定值时,控制油不会被卸掉,由泵头的控制阀根据控制信号的大小成比例变化;2:A11V泵压力切断的实现A11V切断阀/压力控制阀结构a:集成在控制阀块上,滑阀式结构(黄色虚线框)b:调整螺钉顺时针旋进压力增大,逆时针旋出压力减小c:两个变量活塞,一大一小;切断阀/压力控制阀原理A11V从右图的原理图可以看出,它的工作原理如下:泵在不工作时,面积大的变量活塞(右图下方)腔内的控制油经过切断阀与壳体导通,在变量弹簧的作用下将斜盘推至最大摆角位置(最大排量)。当泵工作压力达到切断阀弹簧设定的压力时,切断阀动作,此时控制油(来自泵口工作油或G口外供)经过切断阀到达面积大的变量活塞(右图下方),克服原有平衡,将斜盘推向小摆角方向,从而限制泵口压力不再上升。当泵口压力试图低于切断阀设定压力时,面积大的变量活塞内控制油被断开,导通到壳体,此时泵斜盘又向大摆角方向摆动,试图将压力维持在设定值。A11V切断/压力控制特性曲线a:设定范围50~350barb:设定压力的误差最大为10bar3:A4VS泵压力切断的实现A4VS切断阀结构a:板式滑阀结构,作为附加功能时,叠加在其他控制阀上(黄色虚线框)b:恒压控制可选择DR形式,也可以选择DRG远控式。c:阀的两端都有可以调整的螺钉,外六方调整螺钉为调整压力的,顺时针旋进压力增大,逆时针旋出压力减小。另一侧的内六方螺钉是调整斜盘响应时间,出厂时已调整好,现场不需调整。切断阀原理A4VS从右图的原理图(上面彩图为DRG远控形式的)可以看出,它的工作原理如下:a:通过DRG阀上的弹簧设定一个压差,标准设定为20bar,(可根据需要在20~50bar范围里设定);b:DRG阀X口连接一个溢流阀,用作远控压力的设定。c:泵口压力=溢流阀设定压力+DRG阀弹簧设定的压差;d:压力达到设定值后,远控溢流阀开启,油液流动,在泵口B与远控口X之间的固定节流两端产生压差,当其达到DRG弹簧设定值时,阀动作,控制油到达变量活塞大腔,使斜盘向小排量方向回摆,从而限定泵口压力不再升高;右侧中间黑白图为DR控制的原理图,实现的原理与上面类似。A4VS切断/压力控制特性曲线a:设定范围50~350barb:设定压力的误差最大为3bar04淘评
淘友们请思考为什么在压力切断时,泵口压力会有这样一个小的差异呢(泵斜盘从最大摆角调整到小摆角时)?而且A4VSO泵的这个压差(3bar)会小于A11VO(10bar)泵压差?可以将您的观点在文后的留言里分享出来,供大家一起探讨。七:关于两个案例的分析行文至此,想必很多淘友已想清楚了文章开头中两个案例中问题的根本原因。下面,淘液压(公众号:taoyeya2014)分享一下对这两个问题的分析,抛砖引玉,供淘友们参考:案例一的分析:1:工作泵与备用泵启动时的不同之处在这个案例中,系统比较简单。工作泵与备用泵都是新泵,而且两个的设定压力是相同的,又都是经过同一个比例阀控制油缸。经检查,两泵的切断压力的确设定是一样的,而且备用泵的确也能够达到设定的压力值。所以,我们应该考虑:备用泵工作时与工作泵工作时的最大不同是什么?是什么呢?它们出口处有各自的单向阀和过滤器。那就互换泵口的单向阀试试看。果真,互换后备用泵工作时,油缸速度正常了;启动工作泵,油缸速度变慢。此时,原因已明确:备用泵出口上的单向阀故障导致油缸变慢。2:单向阀为什么造成这样的故障再进一步分析,为什么单向阀出现故障会造成这样的结果呢?这是因为:单向阀可能没有完全打开,通流能力不够,压降过大,而备用泵A4VSOXXDR是恒压变量泵(压力切断功能),当泵口压力达到设定压力时,泵斜盘自动回摆,减小了泵的排量,而且在切断时的排量一定是小于了工作泵切断时的排量(尽管两泵的切断压力值设定是一样的),所以,油缸速度会变慢。为什么这样说呢?因为,在泵切断时,备用泵口单向阀上的较大压降,造成比例阀前压力减小(相对工作泵工作而言, 泵口压力-单向阀压降)这样油缸速度就变慢了,而此时对备用泵来讲,尽管有能力提供更多的油液,但压力达到切断值时,它就认为负载不再需要过多的油液,开始自动回摆减小排量。3:切断时泵不一定在最小排量这个案例也很好地说明了,文章开始的“当泵工作压力达到切断压力时,斜盘回摆到最小摆角,此时排量最小。”的论述是错误的。泵切断时,排量取决于负载对流量的需要,需要的多就排量大一些,需要的少,排量就小一些,最终是维持住压力不变。而力士乐中文样本中说:泵切断时,斜盘回摆到最小摆角。这个说法是不准确的,也许是翻译的错误。A4VG的英文样本里的描述是:…..after reaching the pressure setting, adjusts the volum of pump to Vmin=0.淘液压认为,应翻译成“达到切断压力后,泵的排量向零排量方向调整”,但不一定就会调整到零排量的位置。因为,要到达切断压力,泵的流量至少要满足系统的内泄,不同情况下系统的内泄是不同的,所以压力切断时斜盘不能回摆到零排量。淘液压(公众号taoyeya2014)更认可A11和A4VSO泵样本里的描述“……pump only delivers as much fluid as required by the actuators” 直译为:“(当达到设定压力时)泵只输出执行机构所需要的油液”如下的曲线的确表明了:当泵口压力达到切断压力时,泵的斜盘回摆到了最小摆角。只是,曲线测试的条件是泵口封死的情况下进行的,此时,外界负载不需要流量,所以泵才回摆到最小排量的。案例二的分析1:切断时泵排量越小压力偏差越大从下图关于A4VSO泵切断时的压力特性曲线可以看出,当泵压力切断时,泵的排量变得越小压力偏差越大,最大不超过3bar的偏差。淘友们可以思考为什么会这样?淘液压(公众号:taoyeya2014)认为:这是由于A4VSO的变量活塞是非对称的,而且是单根弹簧,当压力切断发生时,随着斜盘的回摆,弹簧逐渐被压缩,弹簧力在逐渐增大,此时需要变量活塞大腔控制油压力(泵口压力)相应增加,以平衡弹簧力。所以,若4台泵的切断压力设定一样的话,当系统压力达到切断压力时,由于上述压力偏差的存在,可能同时两台泵也可能某一台也可能几台同时斜盘回摆,这种回摆是随机的,无法知晓是哪几台的斜盘发生回摆,这样就会发生几台泵之间的相互干扰,从而造成压力的波动,进而发生管路的振动。2:如何改进呢根据经验,把几台泵的切断压力设定值调整出一定的偏差,能够较好地解决此问题。通常按照如下规则设定:p4=p3+5barp3=p2+5barp2=p1+5bar蓄能器压力=p4 (4号泵切断压力)参考文献:博世力士样本 图片来自网络