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附录1液压泵技术的革新WILLHALINAMICROHYDRAULICS股份有限公司流体,通常是油,是机器或者车辆的生命线,做分配和从原动力通常一台内燃机或者电动机经由控制阀到负荷中转移能量的工作,例如像气缸或者发动机一样的驱动器。过去,使用一台固定泵和一个系统减压阀作为液压源提供的功能,设计者可能就已经满足了。无疑,不管总效率水平怎样,现在有大量的高精密应用已经无法得到满足。问题目前,甚至到将来,这种设计方法都是不能够满足要求的。为了实现工业的发展,很多竞争的制造商正销售成为商品项目的非常相似的设备和系统,当然先进的技术是必要的。对于具有新特征的液压元件,用现代控制方法能够实现更高的效率。当然,电子技术在未来的发展中起了一个主要的作用。其目标是能增加控制能力,性能和总效率,并降低费用。这些在实际上与任何行业或者工程设计都是相同的。有时他们好像又是互相排斥的,直到工程部门经历“尤里卡”的时刻,或用今天的术语来说,就像有人用拳猛击空气后尖叫“不错”并且其他人也一起欢呼。不过,那是工程讲述的,无论它是系统集成还是组件设计。液压设计的效率可与照明设计里的绿色设计(用小型的荧光灯替换白炽灯)相比较。例如,在照明过程中,我们的工作是把电转化成光能。把你的手放在一发光的60瓦特灯周围,很显然有大量热参加大约900流明产生。小型荧光灯大约18瓦特能发出相同的光能。同理,多数情况下,液压系统的目标就是将产生液压能,而不是热能。暖气装置只是有点整体的效率低。例如带在一辆大的农业车辆上65马力的液压驱动风扇。它只保持系统冷却。你能猜测拖拉机的最好功能是不成为一个移动式的火炉。当然,这存在改进的空间现代液压泵通过改变他们的排量达到在效率方面的改进与需求相配,并且是常用的。可变排量柱塞泵根据需要可提供多种选择。例如,最常用的是备有一个液压泵流量随负载变化而变化的液压系统补偿形式。此外提供功率限制防止使原动机停止转动或负载传感设计,只有当负载变化时泵的流量和压力才随着变化。这些特征已经能够节约很多的能量,但是在一些情形下选择成本和泵本身价值一样多由于它们的简单且功能多样性,因此机械控制功能是工程的奇迹,但是它们也有局限性。通常,他们依赖压力平衡,校验冲击力量,并对安装在遥远处软管起到压力反馈的作用。因此,就多功能性,功能的范围和最低操作必要条件而言是有妥协的。即使在备用的状态下,备用的功耗也相当于可变排量柱塞泵对这些机械伺服机构保持控制需求的能量。由于液压能量在控制过程中被大量的损失,因此而不被利用来供给负载。系统性能一般如同一个平衡弹簧滚,孔口尺寸,垫片选择,对软管的长度都有特定的应用。图1微型液压泵控制原理目前的解决办法电液装置能在增加实现多功能方面得到帮助。有些泵生产厂家提供电子控制的变量泵。形成一个闭环泵流量控制意味着可以采用现有的变量泵的设计,加入一个电子位置传感器测量泵和电液比例阀控制泵的驱动。给泵出口添加一台压力转换器,就能实现电子压力反馈,这就创建了一台电液压力补偿泵。然后放入一个遥控的,负荷式压力转换器组成一个电子式负载传感电路。这导致了液压能提供的一个接近苍蝇通过报警器的装置,如图1中所示。最后,增加电液控制阀,你就能有一台完整的苍蝇通过报警器。通过扶手控制杆或者计算机系统而不是需要操作人员监测的水平控制阀来控制泵S和液压阀。如果你曾今换过液压软管及配件,你就知道他们能花费多于他们被连结的设备。电液装置的复杂性表明简单的控制算法改变或者电子再组合能使相同的机械硬件创造出不同型号的液压泵。取得的是增加的效率,因为一种产品只要进行电子改造就能提供给很多用户。没有更多的性能限制,并存在巨大的潜力,以减少浪费开销所需的机械解决方案。精密性也增加了,因为用户知道这个泵在任何时候的功用。斜盘式泵的绝对排量控制允许系统设计师根据工作需要来设计泵的功能,因为具有较少的性能限制和特制。实际上,泵冲击的信号反馈能被用作一件诊断工具。观察泵冲击信号是在泵研究过程中的一种有价值的发展工具。像任何运转控制轴一样,机械在力学中起至关重要的作用。第一,在努力尝试关闭液压泵排量大小环节中具有挑战性。好像反弹的驱动连杆,在移动单元的控制下的摩擦使在液压机械中不是足够的好,变的不稳定,是其噩梦的化身。根据它本身的特性,当选择传感器和电子器械时这些部件的不稳定部分需要详细的考虑,振动片的设备要求详细想法,选择并且设计在传感器和电子。因此,制造一个电液变量泵比目前使用的液压泵需要更多的元件。底线重新设计需要更多的成本,或许落实和制造,新的方案。原始设备制造商购买液压元件不满意指明高性能元件新设计招标,但是他们想要它的成本比比去年的型号更低。结论变量泵的排量在每次的技术革新中没有太多的变化。然而,这次行动引起的结果对于与它有联系的系统产生了复杂的影响。如果你能控制与这个系统一起运行的轴,然后你能达到比现有的解决方案更高的水平。即,仅仅拥有一个变量泵是不够的。泵的控制系统可以与驱动它的原动力进行信息交流,载荷与它的排量是相联系的,泵是整个机器的一个组成部分。设计理念解答了这些要求在泵的结构内部包含的所有精密电子器件,给予使用者完整而简单的控制,成立了远程电子控制软件包但要求用户购买。这样的一台泵从开始设计就拥有一个闭环伺服控制的位移系统。最理想的是,必要的电子感应器及零件,而不是包装装置,这对于泵的控制环节是不可缺少的。这些传感器将监测泵和计量泵体温,出口油压,转速。因此,将不会有电线外露,所有用户需要做的是以一个单一的接口将他的输入电源和控制装置电压信号或电位器连接起来。通过提供持续的反馈信息,控制系统确切知道泵在任何时候的工作情况。功率限制、压力控制,流量控制都可以同时进行;用户确定这种泵的用途。这可以被扩展到控制其他设备。对于普通原动力的很多应用都有多台泵,通过电子改造,机器控制系统能够以一种优先供给能量或分流给同步多台泵。一个变量泵可以是一个精确流量控制器。由于知道泵每分钟的转速和排量,流量可以被准确的计算出来。根据负载的压力,驱动功率就可以得到。由于知道泵的输出轴转速,则驱动装置的转速可以根据负载的需求发出一个信号给控制发动机。通过泵的流量和相似驱动速度的电液控制阀的成本与泵相当。这是一种创新,是需要“绿化”的流体力学可能起初成本很高,但是可以削减运行成本的75。一个类似额外的收获是热量的减少从高效液压能负载控制中减少了热量,降低了对油液冷却的要求。联系方法WILLHALINA是MICROHYDRAULICS股份有限公司的一位从事微型液压动力学方面的高级工程师。他在电子和流体力学集成的最前沿的工作已经超过了15年。联系地址加拿大L6S4K6安大略省BRAMPTON自动路1号;联系电话9056029270;传真9056029279;邮箱WILLHALINAMICROHYDRAULICSCOM;网站WWWMICROHYDRAULICSCOM。
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