CASAPPA LVP 负载敏感泵工作原理 中文

1、PLATA 系列系列 轴向变量柱塞泵轴向变量柱塞泵 工作原理和液压控制工作原理和液压控制 Page 2 PLATA 特点特点 l 适用于开式回路适用于开式回路 l 适用于中高压的行走机械适用于中高压的行走机械设备和工业应用设备和工业应用 l 噪音排放低噪音排放低 l 因为可变排量可以节能因为可变排量可以节能 l 因为可选择多种控制方式具有很高的操作灵活因为可选择多种控制方式具有很高的操作灵活 性性 : -压力控制压力控制 -流量控制流量控制 -功率（扭矩）控制功率（扭矩）控制 l 响应时间短响应时间短 l 驱动轴轴承支座可以承受径向和轴向载荷驱动轴轴承支座可以承受径向和轴向载荷 l 泵支持在多

2、个组合体中的全扭矩传送泵支持在多个组合体中的全扭矩传送 Page 3 PLATA 技术参数技术参数 泵的类型泵的类型LVP 30LVP 48LVP 75 最大排量最大排量 (理论理论)Vmaxcm3/rev294673 最大进口压力最大进口压力bar abs. 最小最小0.8 最大最大25 最大出口压力最大出口压力bar 连续的连续的280 间歇的间歇的315 最高最高350 最大泄油压力最大泄油压力bar abs1.5 最大速度最大速度 nmaxrpm Vmax (*)300026002200 最大排量（理论）最大排量（理论）l/min nmax87119.6160.6 1500 rpm43

3、.569109.5 最大功率最大功率 (理论理论)kW nmax39.854.773.5 1500 rpm19.931.650.1 最大扭矩最大扭矩 (理论理论)Nm 280 bar129.3205.1325.5 100 bar46.273.2116.2 转动惯量转动惯量kgm20.00200.00300.0080 驱动轴上允许最大的力驱动轴上允许最大的力N Fax100015002000 Frad150015003000 加注容量加注容量l0.70.91.5 质量质量 (无油无油)kg182433 密封密封丁纳橡胶丁纳橡胶(N) 氟胶氟胶 (V) 工作温度工作温度C 用丁纳橡胶用丁纳橡胶-2

4、5 +90 用氟胶用氟胶-10 +90 * With an inlet pressure of 1 bar abs 用用HL或者或者 HLP矿物型液压油矿物型液压油 Page 4 扭矩限制器扭矩限制器 泵的配件泵的配件 限压阀（压力限制器）限压阀（压力限制器） 流量调节阀流量调节阀 连接限压阀和转矩限制器连接限压阀和转矩限制器 (LS 信号信号) 出油口出油口 进油口进油口 Page 5 泵的零件泵的零件 泵壳泵壳 配流盘配流盘 柱塞弹簧柱塞弹簧 先导活塞先导活塞 开槽销开槽销 花键套花键套 回程盘回程盘 柱塞柱塞 滑靴滑靴 斜盘斜盘 泵体泵体 轴轴 对重平衡柱塞对重平衡柱塞 Page 6 斜

5、盘式轴向柱塞斜盘式轴向柱塞 泵将输入轴的旋转运泵将输入轴的旋转运 动转变成柱塞的轴向动转变成柱塞的轴向 往复运动。往复运动。 在前半转动周期在前半转动周期 柱塞从缸体的柱塞孔柱塞从缸体的柱塞孔 中移除出，同时使工中移除出，同时使工 作容腔的容积增大；作容腔的容积增大； 在转动的后半周期柱在转动的后半周期柱 塞进入到缸体的柱塞塞进入到缸体的柱塞 孔中，同时使工作容孔中，同时使工作容 腔的容积减小。这种腔的容积减小。这种 往复运动将液体吸入往复运动将液体吸入 再将其排除。再将其排除。 工作原理工作原理 这种往复运动是由于斜盘和驱动轴轴线夹角产生的。这个角度是变化的（变量泵）。这种往复运动是由于斜盘

6、和驱动轴轴线夹角产生的。这个角度是变化的（变量泵）。 Page 7 工作原理工作原理 这种往复运动是由于斜盘和轴线夹角产生的。这个角度是变化的（变量泵）。这种往复运动是由于斜盘和轴线夹角产生的。这个角度是变化的（变量泵）。 泵的传输压力和弹簧压泵的传输压力和弹簧压 力共同作用在对重平衡柱塞力共同作用在对重平衡柱塞 上，使泵在开始时保持在最上，使泵在开始时保持在最 大排量。大排量。 泵的排量是由控制阀所调节的，泵的排量是由控制阀所调节的， 这决定了先导活塞中的压力。当先这决定了先导活塞中的压力。当先 导压力增加时，斜盘角度减小，引导压力增加时，斜盘角度减小，引 起柱塞行程减小和泵的排量减小。起柱

7、塞行程减小和泵的排量减小。 Page 8 工作原理工作原理 Page 9 工作原理工作原理 mhv in out inmhvout in mh v P P PQpP TnP Vp T VnQ Q= 流量流量 T= 扭矩扭矩 V=排量排量 p=压力压力 n=转速转速 Pin=输入的机械功率输入的机械功率 Pout=输出的液压功率输出的液压功率 v=容积效率容积效率 mh=液压机械效率液压机械效率 =总效率总效率 Page 10 泵的效率泵的效率试验测试试验测试 T Vp Vn Q mh v Q= 流量流量 T= 扭矩扭矩 V=排量排量 p= 压力压力 n=转速转速 容积效率容积效率 液压机械效率

8、液压机械效率 Pump LVP 48 (46 cm3/rev) 50 C mineral oil arnica山金车酊矿物型液压油山金车酊矿物型液压油 46 400600800100012001400160018002000220024002600 0 50 100 150 200 250 300 350 84 91 93 95 96 97 98 99 99.9 100 100 Rendimento volumetrico % - Cilindrata = 100 % Velocit rpm Pressione bar 4006008001000120014001600180020002200

9、24002600 0 50 100 150 200 250 300 350 65 70 75 80 84 86 87 88 89 89.5 90 9191.4 Rendimento meccanico-idraulico % - Cilindrata = 100 % Velocit rpm Pressione bar Page 11 泵的效率泵的效率试验测试试验测试 mhv in out P P Pin=输入的机械功率输入的机械功率 Pout=输出的液压功率输出的液压功率 v=容积效率容积效率 mh=液压机械效率液压机械效率 总效率总效率 Pump LVP 48 (46 cm3/rev) 50

10、 C mineral oil arnica 46 400600800100012001400160018002000220024002600 0 50 100 150 200 250 300 350 50 60 65 70 70 73 73 76 78 80 82 83 84 84.4 Rendimento totale % - Cilindrata = 100 % Velocit rpm Pressione bar Page 12 l配流盘提供柱塞（可变容腔）与配流盘提供柱塞（可变容腔）与 泵的输入输出口的连接泵的输入输出口的连接 泵的输出泵的输出 l为了减小泵的噪音，使开槽和配流盘为了减小

11、泵的噪音，使开槽和配流盘 上的孔达到最优化。上的孔达到最优化。 Page 13 泵壳内部的连接泵壳内部的连接 l泵的后端盖内部管路连接到控制阀的各油口泵的后端盖内部管路连接到控制阀的各油口 P 压力油口压力油口 (输出口输出口) T 回油口回油口 (泵壳泵壳) A 控制油口控制油口 (先导活塞先导活塞) P T A A P P Page 14 压力控制压力控制 (RP) 为了保持预调压力，通过压力控制调节为了保持预调压力，通过压力控制调节 泵的排量来保持系统的流量需求。泵的排量来保持系统的流量需求。 l 如果压力低于阀的设定值，泵输如果压力低于阀的设定值，泵输 出最大流量出最大流量 l 泵在没

12、有任何额外的因素下被保泵在没有任何额外的因素下被保 护护 l 能够保证节能是因为没有多出的能够保证节能是因为没有多出的 流量通过阀。流量通过阀。 S1 Page 15 l 限压阀调节先导压力保持限压阀调节先导压力保持 在：在： 压力控制压力控制 (RP) p SFspring PC T A P 动态节流器动态节流器 ( = 0.5 mm): 它起到减小压力波动和它起到减小压力波动和 使系统稳定的作用。使系统稳定的作用。 l 根据弹簧预压力，可以设根据弹簧预压力，可以设 定预调压力定预调压力p*PC 。 PC PCspring *p S F p S1 Page 16 压力控制压力控制 (RP)

13、p*PCPressure Pump flowrate Qmax 泵的工况取决于压力泵的工况取决于压力流量表中的两条曲线：流量表中的两条曲线： 如果压力低于控制预调压力如果压力低于控制预调压力p*PC ，泵的排量最大，泵的排量最大 （因为容积效率，所以直线不完全水（因为容积效率，所以直线不完全水 平平 ）；）； 1)如果压力有增加的趋势，泵的排量将适应系统流量的需求。因此最大压力被限制到如果压力有增加的趋势，泵的排量将适应系统流量的需求。因此最大压力被限制到p*PC （因为弹簧的刚性，直线不完全垂直）。（因为弹簧的刚性，直线不完全垂直）。 压力控制一般设定在压力控制一般设定在: p*PC = 2

14、80 bar (泵输出的最大连续压力泵输出的最大连续压力) 1 2 1最大流量最大流量 2压力控制压力控制 Page 17 流量控制流量控制 (负载敏感负载敏感) 为了保持一个恒定的压力降通过一个流为了保持一个恒定的压力降通过一个流 量测试装置，通过流量控制调节泵的排量测试装置，通过流量控制调节泵的排 量量(负载敏感原理负载敏感原理)。 l 负载敏感信号必须连接到流量负载敏感信号必须连接到流量 调节器的调节器的X口口 pX = pLS l 负载敏感信号提供负载信息负载敏感信号提供负载信息: 这这 样在任何压力之下，泵的流量都样在任何压力之下，泵的流量都 等于系统流量的需要等于系统流量的需要 l

15、 因为没有多余的流量通过阀保因为没有多余的流量通过阀保 证了节能。证了节能。 LS 在标准的流量控制在标准的流量控制 中需要限压阀。中需要限压阀。 S1 S2 X Page 18 S1 S2 负载敏感系统原理负载敏感系统原理 负载敏感系统负载敏感系统: 泵泵+调节器调节器 用户指令用户指令 u 控制阀控制阀 l (可变排量可变排量) 带有负载敏感调节器的泵带有负载敏感调节器的泵 l负载敏感控制阀负载敏感控制阀 l用户指令远程控制用户指令远程控制: 用户指令用户指令 u 决定了决定了 泵的开口量泵的开口量 LS p Q (通向回路通向回路) X Page 19 负载敏感原理负载敏感原理 负载敏感

16、系统负载敏感系统: 泵泵 + 调节调节 器器 用户指令用户指令 u l负载敏感信号能够提供有关负载压力的连续负载敏感信号能够提供有关负载压力的连续 的信号的信号 控制系控制系 统统 p*FC l控制系统保持一个恒定的压力通过一个流量控制系统保持一个恒定的压力通过一个流量 测定装置测定装置 (控制阀控制阀), 直接反馈在泵的排量上直接反馈在泵的排量上 l控制阀作为一个调解器工作控制阀作为一个调解器工作: 在恒定的压力降在恒定的压力降 情况下，流量仅取决于阀口开度情况下，流量仅取决于阀口开度 Q 流量流量 C 流量系数流量系数 0.62 A 节流孔的面积节流孔的面积, 正比于指令正比于指令u D

17、Dp 节流压力降节流压力降 r r 流体密度流体密度 850 kg/m3 cost D D FCCV *pp r r p2 )(ACQ D D u l通过回路的流量直接正比于用户指令通过回路的流量直接正比于用户指令 u uK Q 控制阀控制阀 p Q (通向回路通向回路) LS X Page 20 负载敏感原理负载敏感原理 负载敏感系统负载敏感系统: 泵泵+调节器调节器 用户指令用户指令 u 控制系控制系 统统 p*FC l通过回路的流量取决于用户指令而不是负载通过回路的流量取决于用户指令而不是负载 可控性可控性 l 压力降压力降 p*FC 是一个预先调定值是一个预先调定值 l p*FC 设置

18、成一个较低值设置成一个较低值 (约为约为 14 bar), 这样这样 只有一个小功率只有一个小功率(Q x p*FC)通过控制阀被浪费通过控制阀被浪费 l通过回路的流量直接正比于用户指令通过回路的流量直接正比于用户指令 u 控制阀控制阀 p Q (通向回路通向回路) LS X Page 21 负载敏感原理负载敏感原理 负载敏感系统负载敏感系统: 泵泵 + 调节调节 器器 用户指令用户指令 u p 控制系控制系 统统 p*FC 无用户指令无用户指令 准备状态准备状态: l 负载敏感控制阀完全关闭并且把负载敏感信负载敏感控制阀完全关闭并且把负载敏感信 号连接到卸荷口号连接到卸荷口 l 控制系统保持

19、在控制系统保持在 p = p*FC (14 bar): 泵泵 的排量接近于零的排量接近于零 (只有调节流量被提供只有调节流量被提供) 并且并且 出口压力非常低出口压力非常低 节能节能 T 控制阀控制阀 X LS Page 22 负载敏感原理负载敏感原理 负载敏感优点负载敏感优点: 可控性可控性 - 泵总是提供系统需要的流量泵总是提供系统需要的流量(在许用最大只之内在许用最大只之内)，即使在负载变化情况，即使在负载变化情况 下下 - 到系统的流量直接正比于用户的指令而不是由负载决定的到系统的流量直接正比于用户的指令而不是由负载决定的 节能节能 - 泵传送的压力决定于实际负载情况，通过负载敏感信号

20、泵传送的压力决定于实际负载情况，通过负载敏感信号 - 泵没有多余的流量提供泵没有多余的流量提供 如果没有流量需要如果没有流量需要 ，泵的排量几乎接近于零，泵的排量几乎接近于零 - 没有多余的流量通过安全阀没有多余的流量通过安全阀 (泵调节器反馈给先导信号，泵调节器反馈给先导信号， 所以只有少量所以只有少量 的油浪费的油浪费) Page 23 l流量调节器调节先导压力流量调节器调节先导压力 保持在保持在: l 反馈给弹簧预压力反馈给弹簧预压力, 预调压力降预调压力降 p*FC可以被设定可以被设定 。 FC FCsprings LSCV *p A F ppp D D 流量控制流量控制 (负载敏感负

21、载敏感) LS p S Fsprings FC pLS S T A P Page 24 流量控制流量控制 (负载敏感负载敏感) LS LS0 配置配置 可变节流孔可变节流孔( = 0.4 mm): 它可以减小负载敏感压力震荡并起它可以减小负载敏感压力震荡并起 到稳定系统作用到稳定系统作用 T A P LS2 配置配置 可以用一个塞子代替可变节流孔可以用一个塞子代替可变节流孔 一些应用不需要稳定一些应用不需要稳定: 塞子可以引起更塞子可以引起更 快的流量控制响应快的流量控制响应 S2 Page 25 1流量控制流量控制 Pressure Pump flowrate 流量控制流量控制 (负载敏感负

22、载敏感) 弹簧预载通常设定为弹簧预载通常设定为: p*FC = 14 bar Qmax p*PC 泵的工况取决于压力流量表中的四边形泵的工况取决于压力流量表中的四边形: 泵的排量在任何压力之下都适应系统所需的流量：当控制阀口开度恒定时，即使负载变化泵的排量在任何压力之下都适应系统所需的流量：当控制阀口开度恒定时，即使负载变化 流量也是恒定的流量也是恒定的 1)最大压力通过压力控制始终限定在最大压力通过压力控制始终限定在p*PC 2压力控制压力控制 系统流量需求系统流量需求 1 2 Page 26 扭矩控制扭矩控制 根据系统压力，扭矩限制其调节泵的排根据系统压力，扭矩限制其调节泵的排 量为了保持

23、预调节扭矩。量为了保持预调节扭矩。 l原动机过载保护原动机过载保护 l原动机在最大效率情况下能原动机在最大效率情况下能 一直工作一直工作 l流量控制优先于扭矩控制流量控制优先于扭矩控制 l 压力控制限制系统的最大压力控制限制系统的最大 压力压力 在扭矩控制中需要在扭矩控制中需要 限压阀和流量调节限压阀和流量调节 器。器。 S1 S3 X Page 27 扭矩控制扭矩控制 T A P LS l在负载敏感信号中需要在负载敏感信号中需要S3节流孔节流孔 pX pLS l S3节流孔的功能节流孔的功能: 没有它扭矩控制不能没有它扭矩控制不能 工作工作 l 对于正确的扭矩控制工作过程在流量调对于正确的扭

24、矩控制工作过程在流量调 节器中的动态节流孔必须关闭节器中的动态节流孔必须关闭 (LS2) l一根管连接流量调节器中的一根管连接流量调节器中的LS口和扭矩口和扭矩 调节器调节器 连接管连接管LS 功能节流孔功能节流孔 ( = 0.75 mm) S3 X X S3 塞子塞子 (LS2) Page 28 l扭矩调节器在信号扭矩调节器在信号X上有一个上有一个 限制限制 : TC TCsprings X *p sS F p 1) if pLS p*TC: px = p*TC p = p*TC + p*FC 限制输出压力限制输出压力 TAP LS 扭矩控制扭矩控制 pX (S-s)Fsprings TC

25、T S s l流量调节器保持在流量调节器保持在: p - px = p*FC X Page 29 扭矩控制扭矩控制 TAP LS p*TC 斜盘销斜盘销 后端弹后端弹 簧簧 斜盘斜盘 套筒套筒 X l后端弹簧使套筒和斜盘销保持后端弹簧使套筒和斜盘销保持 相连用来固定斜盘相连用来固定斜盘 如果泵的排量增加如果泵的排量增加: - 弹簧预载弹簧预载 p*TC 减小减小 - 泵的输出压力减小泵的输出压力减小: 扭矩保持恒定扭矩保持恒定: p = p*TC + p*FC T = 压力压力 x 排量排量 Page 30 扭矩控制扭矩控制 TAP LS 斜盘销斜盘销 后端弹后端弹 簧簧 p*TC 套筒套筒 X 斜盘斜盘 l后端弹簧使套筒和斜盘销保持后端弹簧使套筒和斜盘销保持 相连用来固定斜盘相连用来固定斜盘 如果泵的排量增加如果泵的排量增加: - 弹簧的预