闭式液压泵与原动机的匹配计算

1、ISSN 10052763 CN431215/ID矿业研究与开发第25卷第3期MINING R&D,V01.25,No.32005年6月 Jun.2005闭式液压泵与原动机的匹配计算李荣湘(湖南路桥建设集团公司, 湖南长沙410004摘要:讨论了闭式液压泵与原动机之间的功率匹配和扭矩 匹配问题,导出了相应的计算公式,得出了在确定闲式泵输 入功率时补油压力越高则所需驱动功率越小和原动机与液 压泵的匹配应以扭矩匹配为先决条件等重要结论,为正确设 计闭式液压泵与原动机的匹配提供了依据。关键词:闭式液压系统泵;原动机;功率匹配;扭矩匹配中图分类号:THl37文献标识码:A文章编号:10052763(2

2、00503005102The Matching Calculation of Pump and PrimeMover in Closed Hydraulic SystemLi Rongxiang(Hunan Road&Bridge Constructing Group Company Ltd, Changsha,Hunan410004,ChinaAbstract:In this paper,the problems of power matching and torque matching of pump and prime mover in closed hydraulic system f

3、ire discussed,and the corresponding calculation expres sions are derived.Some important conclusions are drawn,that fife,the oilreplenishment pressure is more high,but the nee-ded driving power is more low when determining the input power of pump for closed hydraulic system,and the torsion matching o

4、f pump and prime mover shouldbe took as the precondition for the matching primemover with pump in closed hydraulic system, this provides the basis for properly designing the match of the pump and prime mover.KeyWords:Closed hydraulic system,Pump,Prime mover, Power matching,Torque matching闭式液压系统在工程机械

5、中得到了日益广泛的 应用,其中多数液压系统与原动机之间的匹配较好, 但也有一些在匹配上存在问题,如功率过剩或功率 不足、扭矩不匹配等,特别是原动机为内燃机时,其 匹配存在的问题更为突出。下面就这种匹配计算方 面的问题提出一些见解。1驱动功率的匹配从文献1可知,液压泵所需驱动功率的通用 计算公式为:M=器 (1 式中:札液压泵输入功率,即所需的原动机功 率,kW;p液压泵进、出油口之间的压差值,MPa; Q。液压泵的理论输出流量,L/rain;叼。液压泵的机械效率,一般取叼。=0.98。 公式(1也可以写成如下形式:Ni=60a77p。Q仇(2 式中:Q液压泵的实际输出流量,L/min;77,液

6、压泵的容积效率,一般取叼,=0.93 0.97,齿轮泵取低值,柱塞泵取高值。由于实际输出流量Q和容积效率田。不易获得, 而Q。值可以从样本资料中查得,机械效率77。的值 也基本不变,故用公式(1来计算输出功率更为方 便。但需要指出的是在不少有关液压机械的资料 中,把公式(1和(2之间的一些参数混用,从而导 致计算出的输入功率存在差异。在闭式液压系统中,由于闭式泵的进油口压力 为补油压力,故:p=P主一P补 (3 式中:卸液压泵进、出油口之间的压差值,MPa; P丰主泵出油口压力,MPa;P补辅助泵提供的补油压力,MPa。因此札=器+警 式中:Q丰闭式泵的主泵理论输出流量,L/min; Q补闭式

7、泵的辅助泵的理论输出流量, L/min。Ni。石石硫n(P主一尸朴q主+尸补q补(5收稿日期:20040512作者简介:李荣湘(1965一,男,湖南长沙人,工程师,主要从事设备管理工作52矿业研究与开发式中:g丰主泵的排量,ml/r;%辅助泵的排量,ml/r。n泵的转速,r/min。就一般闭式泵生产厂家的产品而言,有q补= (0.150.28q主,取q补=0.2q主,则由公式(5可以 得到:Ni 2面最g主(P主乩8尸补 (6 由公式(6可见,补油压力越高,则闭式泵所需 的驱动功率越小。下面通过实例来了解补油压力对 驱动功率的影响程度。已知g主=125ml/r,g补=28ml/r,P主=25

8、MPa,P补=1MPa,凡=1650r/min,取7。=0.98,贝0由 公式(5可以计算得出Ni=85kW。若将补油压力 提高到2.5MPa,则同样可以计算得出Ni一81kW。 由此可见,补油压力提高到1.5MPa后,导致所需输 入功率下降了4kW,其功率变化的程度为补油压力 每增加1MPa,则输人功率降低约3%4%。2驱动扭矩的匹配由于原动机的转速与液压泵的额定速度不同, 有时满足功率匹配要求的系统可能扭矩不匹配,特 别是对输出扭矩变化的内燃机来说,扭矩匹配更是 一个不容忽视的问题,否则会造成功率过剩或功率 不足等问题,严重时无法正常工作。已知驱动液压泵所需的扭矩M。为:蛑=而15瓦9(P

9、主一蹦g主+P补州(7 设原动机的额定功率为化,转速为凡,机械效率 为叼。,则有效输出扭矩丝为:_7、,丝=9550叼。 (8 由功率匹配知,也N。取也=Ni,则:_7vMe=9550毫。 (9(上接第50页3张玉衡,等.火力发电厂厂址选择与总体布置M.北京:水利 电力出版社,1983,12.4张国辅.矿山井下煤仓与矿仓M.北京:煤炭工业出版社, 1983,1.5邹在邦,等.建井通风与安全M.北京:煤炭工业出版社, 1986.9.将(5代人上式得:托=9550面赫(P主一P补g主+P种补若要原动机与油泵的扭矩匹配,则须:丝坂 (10 即淼主w胗1三 里 一主 一P 补 主 尸 补g 补 /m。

10、、主 补71主 一朴Y补。 将上式化简后,得:叼。l (11 式(11表明,需要原动机的机械效率叼。1才 能满足扭矩匹配的要求,这显然是不可能的,这也说 明总是以满足功率匹配即为满足要求的做法是不对 的,至少是牵强的。今后在原动机与液压泵匹配设 计时,应以满足扭矩匹配作为先决条件。另一方面,在进行扭矩匹配时要考虑内燃机的 变扭矩特性,要在可能工作的转速范围内进行扭矩 验算,否则会出现某一转速下能满足要求,而改变转 速时可能导致内燃机超载的现象。要求在任意工作 点上的扭矩不过载,否则会出现内燃机负载后降速 或熄火,导致油耗增加或根本不能工作。3结 论(1在确定闭式泵输入功率时要考虑补油压力 的影

11、响,补油压力越高则所需驱动功率越小。(2原动机与液压泵的匹配应以扭矩匹配为先 决条件,满足扭矩匹配则满足功率匹配。(3原动机为内燃机时应验算工作范围内各点 的扭矩,以防止超限引起的降速或熄火。参考文献:1雷天觉,主编.液压工程手册M.北京:机械工业出版 社。1990.6吴中立.矿井通风与安全M.徐州:中国矿业大学出版社, 1984,12.7王丰.液体和气体的热物理性质表M北京:科学出版社, 1982,4.8淮南煤炭学院,等.矿井地质及矿井水文地质M.北京:煤炭 工业出版社,1979,5. 闭式液压泵与原动机的匹配计算作者:李荣湘 , Li Rongxiang作者单位:湖南路桥建设集团公司,湖南,长沙,410004刊名:矿业研究与开发 英文刊名:MINING RESEARCH AND DEVELOPMENT年,卷(期:2005,25(3被引用次数:4次参考文献(1条1. 雷天觉 液压工程手册 1990引证文献(4条1. 陈逢雷 . 赵静一 . 耿冠杰 . 高建辉 分体运输平台液压驱动系统分析及其功率匹配 期刊论文-中国工程机械学报 2010(