S39《车辆与行走机械的静液压驱动》| 了解主要型式液压马达性能的横向比较

第40课 I 了解主要型式液压马达性能的横向比较
第40课 I 了解主要型式液压马达性能的横向比较

【第四章】

静液压驱动功率传输元件的

分类及发展沿革

了解主要型式液压马达性能的

横向比较

作为静液压驱动装置输入元件的各品牌斜盘型变量泵的主要结构目前已趋于同质化,产品性能的优劣更多地取决于其制造品质的高低,而较少受制于结构设计,尽管结构设计上也有一些足以决定成败的细节。

 

当前市场上,作为输出元件的液压马达则仍保留了众多的结构形式,其性能的影响因素要比液压泵更为复杂。

 

让我们继续一起研读王意教授《车辆与行走机械的静液压驱动》一书的第四章第八节:不同结构类型的静液压动力传输元件的综合比较,了解主要型式液压马达性能的横向比较.

 

为了在大体相同的制造工艺和品质水平的条件下,对于各种型式的液压马达进行专门的评估和比较,表4-9至4-12列出了从文献中摘引了当时的Rexroth公司提供的一些观点和数据。

该公司本身的产品纲领中几乎涵盖了所有主要型式的行走驱动用液压马达,应该很具备进行这样比较的资格;

 

同一厂家对自身不同结构产品的比较和分析也能做到比较客观和公正,而较少受到商业竞争和广告式宣传的影响。

 

虽然此处引用的这些资料出自二十余年前,涉及的一些元件也并不都用于行走机构的静液压驱动。

 

而且现今产品各项性能都有了不同程度的提高,原有产品中的一部分已被新型元件所取代。

 

但基于液压元件技术发展继承性和机械类产品的发展“惯性”通常较大的特点,这些作为同时期、同品牌元件的横向比较的内容在今天仍不失参考价值。

对照比较资料中的A6V系列斜轴型变量马达在Bosch Rexroth原厂现在已升级为结构更紧凑的A6VM系列。

主要的改进是用锥形球面端的无连杆柱塞取代了原有的带连杆的圆柱形柱塞副。

从而增大了缸体的最大偏角和缩短了壳体的轴向尺寸,但压力等其他运转参数的变化并不大。

所以A6VM的比转矩和功率密度会比表列A6V的数据有一定的提高,其他参数则大体相当。

 

中国和俄罗斯等国至今仍在批量生产老式的A6V系列马达。表中所列的A2F与现产的A2FM之间的关系也与之类似。

 

斜盘型定量马达A4F系列的换代产品是结构更为紧凑的A4FM,对表列数据的影响很小。

 

现已停产MZ系列是德国人称之为“行星马达”的一种带有一个中间齿环的比较另类的摆线齿轮马达,动力性能约略与流行的轴配流摆线齿轮马达相当,但体积重量都要大出许多。

 

MR/MRV系列实际上就是小有名气的意大利Calzoni(卡松尼)型马达(图4-26)。

 

这种马达和上文介绍的它的同乡SAI型马达(图4-18)采用了基本相同的摆缸式的工作原理,不过具体结构却有很多差异;

 

更有一个区别是前者几乎不被用作行走机构的静液压驱动装置的输出元件,而后者则在这一领域内发展迅速。

 

第40课 I 了解主要型式液压马达性能的横向比较
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图4-26  MR系列单作用摆缸型径向柱塞液压马达(Calzoni)

1- 摆动缸筒  2- 柱塞  3- 密封环  4- 偏心盘

 

表4-9 对照比较的液压马达的类型及系列名称

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表4-10 对照比较的液压马达的最高压力、比转矩、功率密度和按转速的分类归属

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表4-11 对照比较的液压马达的额定压力、

同系列产品最大功率和寿命

 

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表4-12 对照比较的液压马达的启动效率和最低稳定转速

 

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从这些对照比较数据中大体可以得到以下一些认识:

内曲线马达等多作用低速马达的单位质量所能产生的转矩(比转矩)与轴向柱塞高速马达加行星减速器的组合单元相当,都比表中所列对比的单作用马达要高得多;

高速马达的比功率明显高于各种低速马达,和柴油机和电机等其他类型的动力传动元件的情况相似。

 

这也说明中、低速元件要提高功率密度较之高速元件更为困难;

按结构来说,具有大偏角的斜轴型定量马达除了不能变量以外,其他性能都堪称优秀,并属于功率密度最高的液压驱动元件,今天依然如此;

二十多年前的静液压驱动用的这些马达的寿命均已超过了3000h,与其中的斜轴和斜盘马达结构类似的轴向柱塞泵类元件的情况亦应如此。

今天元件的结构、材料、制造品质和运转环境(液压油的品质和洁净度等)都有了提高。

所以在正确的使用条件下,寿命已不再是制约液压元件的它推广应用的瓶颈;

表中的MS型已是滚柱柱塞传力的结构紧凑的新一代行走机械用内曲线马达,但在其他性能都有所提高的同时。

它们却和MC型钢球传力多作用轴向柱塞马达一样,启动效率及低速稳定性均较差,而传统上认为转矩波动较大的单作用径向柱塞马达却在这两个项目上拔得了头筹。

这应该归功于在此处被冠以MR和MRV型号的意大利Calzoni马达精巧的设计,其特征是以缸筒的摆动使柱塞的侧向力得到了卸除,并因之显著地减小了摩擦力引起的输出转矩损失和低转速下输出转矩的脉动。

此点显示出单作用径向柱塞马达具有的由机构学原理所决定的一些先天优势。

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内曲线马达的

相对比较优势是什么?

 

注明

以上内容引用或改编自王意先生著作《车辆与行走机械的静液压驱动》化学工业出版社,2014.

第40课 I 了解主要型式液压马达性能的横向比较

原文始发于微信公众号(波克兰液压):第40课 I 了解主要型式液压马达性能的横向比较

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