变量泵图解非常直观非常好

变量泵图解非常直观非常好第1页/共103页产品结构配置Copyright

EatonLimited2003SteveSkinner,EatonHydraulics,Havant,UKTranslate:PengLiu,EatonHydraulics,EVHS第2页/共103页介绍产品柱塞泵第3页/共103页缸体和柱塞第4页/共103页缸体和柱塞第5页/共103页滑靴第6页/共103页回转组件第7页/共103页柱塞泵原理第8页/共103页定量轴向柱塞泵12第9页/共103页定量轴向柱塞泵QQ=(柱塞数)x(柱塞面积)x(柱塞行程)x(转速)第10页/共103页Q=(柱塞数)x(柱塞面积)x(柱塞行程)x(转速)Q行程变量泵-最大排量第11页/共103页Q=(柱塞数)x(柱塞面积)x(柱塞行程)x(转速)行程Q变量泵-减小排量第12页/共103页Q=(柱塞数)x(柱塞面积)x(柱塞行程)x(转速)行程Q变量泵-减小排量第13页/共103页Q=(柱塞数)x(柱塞面积)x(柱塞行程)x(转速)Q行程变量泵-零排量第14页/共103页Q=(柱塞数)x(柱塞面积)x(柱塞行程)x(转速)行程变量泵-零排量第15页/共103页Q变量泵-反向排量第16页/共103页单控制活塞第17页/共103页双作用控制活塞第18页/共103页双控制活塞第19页/共103页垂直控制活塞第20页/共103页柱销鞍座斜盘轴承第21页/共103页滑靴润滑第22页/共103页滑靴润滑第23页/共103页PFTVPV结构配置–单元MFMVHydrokraft轴向柱塞产品有如下类型：定量泵(PF)

开环变量泵(PV)闭环变量泵=(TV)

定量马达(MF)

变量马达(MV)第24页/共103页PFTVPV结构配置–多元MFMV通过对通轴选项的详细说明，多个泵和马达可被组合起来多马达选项提供更大的安装柔性(两个小马达可以比一个大型马达具有更为窄小的外型结构),这使得通过将马达由串联转换到并联来变化速度和扭矩成为可能，反之亦然第25页/共103页PUMP组合Equalsizepumpswithpilot/boostpumpsSmallestwithlargestTypicallyupto4pumpsHydrokraftwithotherpistonandvanepumpsHydrokraftplusvanepumpsHydrokraftplusotherpistonpumps将Hydrokraft轴向柱塞泵与其他型号柱塞泵或叶片泵结合在一起几乎无任何不可能第26页/共103页PVXPVX开环泵1)小排量型号的结构形式为变量机构的活塞与驱动轴平行布置.型号设计为X中(例如:PVX

)2)大多数这种形式的泵为开环应用,从结构上来看即斜盘只能在中心的一侧移动以调节流量从零到最大.3)但有一种控制方式的开环泵(稍后说明)移动过中心,因此这种型号既可以做泵也可以作为马达来使用Hydrokraft泵和马达有两种结构形式第27页/共103页PVWPVW开环泵1)大排量型号的控制活塞是与驱动轴垂直的。当从泵的顶部向下看时会很清楚地看到。第28页/共103页

PVWPVW开环泵2)图中控制活塞通过斜盘控制杆推动斜盘倾斜以调节排量。型号设计为W中(例如:PVW

)3)这种结构的一个显著的优点是不必在泵的后面安装控制机构以允许方便地安装多个单元1)大排量型号的控制活塞是与驱动轴垂直的。当从泵的顶部向下看时会很清楚地看到。第29页/共103页TVW闭环泵TVW大多数闭环传动泵使用W结构形式，如图从顶部来看为这种选型最佳的视角。第30页/共103页TVWTVW闭环泵在闭环泵(TVW)中控制活塞能够推动斜盘在中间位置两侧变化，由此控制液压马达在两个方向运动和运动速度第31页/共103页TVWTVW闭环泵图中马达被闭环变量泵驱动.第32页/共103页TVWTVW闭环泵Thecontrolpistonontheclosed-looptransmissionpump(TVW)isabletomovetheswashplateavariableamounteithersideoftheneutralpositionthuscontrollingboththespeedanddirectionofthehydraulicmotorfromthepumpalone.第33页/共103页TVWTVW闭环泵Thecontrolpistonontheclosed-looptransmissionpump(TVW)isabletomovetheswashplateavariableamounteithersideoftheneutralpositionthuscontrollingboththespeedanddirectionofthehydraulicmotorfromthepumpalone.第34页/共103页TVWTVW闭环泵Thecontrolpistonontheclosed-looptransmissionpump(TVW)isabletomovetheswashplateavariableamounteithersideoftheneutralpositionthuscontrollingboththespeedanddirectionofthehydraulicmotorfromthepumpalone.第35页/共103页性能参数第36页/共103页PPMAX

bar

psi42060003505000PUMPS所有Hydrokraft泵最大连续工作压力为350bar(5000psi)，尖峰压力为420bar(6000psi)..第37页/共103页PPMAX

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psi42060003505000泵PMIN= 0.85-1.0bar(abs)

12.3-14.5psi(abs)对于开环泵，允许的最小进口压力应依照泵的排量，但典型地应在0.85到1.0bar绝对压力之间(12.3-14.5psi绝对压力).第38页/共103页PnMAX=1800r/min*

PMAX

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psi42060003505000n>1800PUMPS*PF/PV360cm3=1500r/min,PF/PV750cm3=1200r/minPMIN= 0.85-1.0bar(abs)

12.3-14.5psi(abs)泵的最大正常的驱动速度为1800r/min，尽管开环360cm3/rev被限制在1500r/min，尽管开环750cm3/rev被限制在1200r/min.在某些应用中，可能超过规定的最大驱动速度。但这些应用必须经过Hydrokraft工程部门审核第39页/共103页PnMAX=1800r/min*

-25-15+90195°C°F

PMAX

bar

psi42060003505000n>180018/15/13PUMPS*PF/PV360cm3=1500r/min,PF/PV750cm3=1200r/minPMIN= 0.85-1.0bar(abs)

12.3-14.5psi(abs)工作介质温度范围(对于矿物油)为-25到+90ºC(-15到+195ºF)，推荐油液清洁度为ISO4406的18/15/13。第40页/共103页P1P2P1+P2<420bar(6000psi)MOTORSPMAX

bar

psi42060003505000马达具有和泵同样的压力等级，最大连续工作压力为350bar(5000psi)，尖峰压力为420bar(6000psi)..然而对于有一个附加的限制：进口和出口压力之和任何时候不应超过420bar(6000psi).(在节流工况时可能产生这样的压力).第41页/共103页P1P2P1+P2<420bar(6000psi)nMAX=1800r/min

80>n>1800马达PMAX

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psi42060003505000马达的正常工作速度范围为80到1800r/min.在某些应用中，可能在这个范围以外工作，但这些应用必须经过Hydrokraft工程部门审核第42页/共103页P1P2P1+P2<420bar(6000psi)nMAX=1800r/min

18/15/1380>n>1800马达PMAX

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psi42060003505000-25-15+90195°C°F

工作介质温度范围(对于矿物油)为-25到+90ºC(-15到+195ºF)，推荐油液清洁度为ISO4406的18/15/13。第43页/共103页产品构造第44页/共103页，PVXPUMP一个合适的控制阀被安装在控制活塞的油口安装盘上以组成一个完整的泵。控制活塞被安装在油口安装盘内侧的一个轴套内，通过一个柔性连接与斜盘相连接，一个弹簧被安装在柔性连接反面以使斜盘在泵起动时输出最大流量。泵工作时由控制活塞确定斜盘角度。斜盘被柔性连接机构支撑，该机构可以绕一个鞍形或杯状的轴承转动。配流盘上有进油和出油“肾”形油口，在靠近柱塞一侧的T的表面为镀青铜表面处理。活塞孔内侧也使用镀青铜表面处理，提供耐磨损表面以延长泵的寿命。一个孔盘保持滑履在正确的位置，一个定位环夹紧滑履与斜盘接触。第45页/共103页，PVXPUMPNextcomesthemainbodyofthepump.Afteraspacingwasherthesealplateandshaftsealarefitted。Thenthedriveshaftandfrontbearing.Theportplatealsoincludestherearshaftbearing.ConsideringtheconstructionofthePVXtypepumps,thefirstcomponentillustratedistheportplatewhichcanincorporateendorsideentryports(axialorradial).第46页/共103页PVXPUMPThepumppistonsare

hollow(toreduceweight)andlubricationholesfeedpressurisedfluidtothebearingsurfacebetweentheslipperandswashplate.第47页/共103页PVXPUMPThephotographshowsasectionedviewofatypicalPVXtypepump(althoughthedoubletaperrollershaftbearingisanon-standardfeature).第48页/共103页PVWPUMPWiththePVWpumponlysideentryportplatesareavailable.Asbefore,therearshaftbearingisfittedintotheportplate.Followedbythevalveplate.活塞块/活塞和斜盘在PVW和PVX是一样的形式Twodowelpinsarefittedtotheportplatetosupporttheyokeduringassemblybutplaynopartintheoperationofthepump.连接结构和连接轴承是下一个被安装的零件Apinconnectstheyokeleverarmtothecontrolpiston.必要的控制阀需要安装在控制位置顶部连接结构位置指示器（可视或电子）可按要求安装。第49页/共103页PVWPUMP-500&750The500&750sizepumpshaveasphericalshapedvalveplateandcylinderblocksurface.Thisimprovesthesmoothrunningofthepumpbyactingtoself-centrethecylinderblockandvalveplate.第50页/共103页PVWPUMP-TIERODSAnotherdesignfeatureofthe‘W’typeunitsisthemethodofattachmentoftheportplate.Thisisachievedbytie-rodsconnectingthroughtothefrontsectionofthepump(ratherthantothemainpumpbody).Thepressureforcescreatedinternallyinthepumparethustransferredtothetie-rodsratherthanthebodywhichhastheeffectofreducingvibrationandnoiselevel.第51页/共103页TVWPUMPTVWtransmissionpumpsnormallyhaveathroughshaftonwhichcanbemountedchargeandpilotpumpsasrequired.Theseareinternalgearpumpsandtheoutletflowfromthechargepumpcanbedirectedthroughinternalpassagewaysthusavoidingtheneedforexternalpipework.第52页/共103页TVWPUMPThisillustrationshowsatypicalTVWtransmissionpumptogetherwithintegralchargeandpilotpumps.Ascanbeseenthecontrolpistonandassociatedvalvesaremountedontopofthepumpleavingtherearsurfaceoftheportplatefreeforadditionalpumps.第53页/共103页QMAX25%QMAX传动回路典型的传动泵回路应包括一个补油泵、滤器、补油溢流阀和单向阀。正常的补油Normally泵流量为主泵最大流量的25%第54页/共103页QMAX25%QMAX传动回路Amainsystemcross-portreliefvalvecanalsobeincluded.Inthiscaseasinglevalvewithdualpilotheadsallowsthesamereliefvalvetobeusedforflowineitherdirectionbutwiththeabilitytohavedifferentpressuresettingsineitherdirection.第55页/共103页QMAX25%QMAXTRANSMISSIONCIRCUITAhotoilshuttlevalvewillbleedofffluidfromthelowpressuresideoftheloopforcoolingandfiltering.Thechargereliefvalvewillmaintainatypicalpressureof12bar(175psi)inthelowpressuresideoftheloop.第56页/共103页QMAX25%QMAXTRANSMISSIONCIRCUITWithcertaincontrolsitmaybedifficulttoachieveanexactzeroflowconditionsotopreventactuatorcreepinthissituation,across-linesolenoidvalvecanbefittedtoconnectbothsidesofthelooptogetherwhende-energised.第57页/共103页最大排量750+cm3/r最大压力350/400bar噪音高对吸油状况和污染敏感效率高寿命长较庞大的体积好的油液适应性价格高轴向柱塞泵特点第58页/共103页马达&齿轮箱Althoughnotpartofthestandardrange,reductiongearboxescanbeeasilyfittedtoHydrokraftmotorswhere在慢速和高扭矩输出的场合第59页/共103页马达&齿轮箱Thisillustrationshowsafixeddisplacementmotorfittedwithanepicyclicreductiongearbox.第60页/共103页泵的控制形式第61页/共103页FEHGMANUALADJUSTMENTPVX/MVXOnlyQQ最简单的泵和马达排量控制方法为‘FE’or‘HG’手动调节.单纯地将斜盘定位在某个角度(从零位到最大)通过螺丝和手轮方式‘HG’型可在泵或马达工作时调节，但‘FE’型仅推荐在泵或马达停止工作时进行。这种控制形式是在对排量变动很少的应用中，例如实验台.第62页/共103页手动控制第63页/共103页MQ~8sec~50secMES电气调节Q~8sec~70secPVXPVWRemotepositioningoftheswashplatecanbeachievedusinganelectricmotorandgearboxintowhichcanbeincorporatedswitchesorapotentiometertoprovidepre-setpositions.Typicalresponsetimeswouldbebetween8and70sec(mintomaxfloworviceversa)dependinguponthegearboxratioselected.第64页/共103页MNNt(min)应用举例–搅拌机Atypicalapplicationforthe‘ES’controlwouldbeamixerdrivewherespeedchangesarerelativelyslowandinfrequent.Withasuitablecontrollerthistypeofcontrolcanalsobeusedforlow-dynamicclosedloopspeedcontrolapplications.第65页/共103页QUtMIN~300mS-1000mSUSPtMIN<300mS电子排量控制-PROPNLQThe‘SP’controlprovideselectronicdisplacementcontrolofthepumpormotorwheretheswashplateangleispositionedbyaclosedlooppositioncontrolarrangementutilizingaproportionalvalve,amplifier&electronicfeedbackofswashplateposition.Thecontrolrequiresapilotpressuresupplyeitherfromanin-builtpilotpumporseparatesupply.第66页/共103页QUtMIN~300mS-1000mSUSPtMIN<300mS电子排量控制-PROPNLQTypicalresponsetimes(zerotomaximumfloworviceversa)areintherange300to1000millisecondsalthoughfasterresponsesmaybeachievable(consultHydrokraftEngineeringDept.)The‘SP’controlisthepreferredoptionwhereelectroniccontrolofdisplacementisrequiredandprovidesthebestperformanceintermsofhysteresis,responsetimeetc.第67页/共103页USM电子排量控制-SERVOQPVW/TVWOnly(Non-preferredoption)QUtMIN~300mS-1000mStMIN<300mSAsecondoptionforprovidingelectronicdisplacementcontrolisavailableonthe‘W’typeunitswhichusesaservovalve(ratherthanaproportionalvalve)topositiontheswashplate.该阀与斜盘之间采用机械连接，效果好于电子反馈第68页/共103页USM电子排量控制-SERVOQPVW/TVWOnly(Non-preferredoption)QUtMIN~300mS-1000mStMIN<300mSTheperformanceofthe‘SM’typecontrol(intermsofhysteresisetc.)isnotasgoodasthe‘SP’controlanditismoreexpensive.It’suseisnormallyconfinedthereforetoapplicationswhere,forsafetyorotherreasons,thereisarequirementforaverylowelectricalcurrentcontrolvalve.第69页/共103页QPP(bar/psi)10150

40600

PPDP先导压力排量控制QThe‘DP’controloptionenablesthepumpdisplacementtobecontrolledbyvaryingacontrolpressuresignal(PP).Whenthecontrolpressuresignalreaches10bar(150psi)thedisplacementofthepumpstartstoincreaselinearlyfromzeroreachingmaximumdisplacementwhenthecontrolpressurehasrisento40bar(600psi).第70页/共103页DPGPP先导压力排量控制ISO03ABThe‘G’versionofthe‘DP’controlprovidesanISO03mountinginterfacesothatpilotcontrolvalvescanbemountedeasilyonthepump.Typicallythiswouldincludeapilotpumpreliefvalve(A)togetherwithasecondreliefvalve(B)whichwouldbeusedtovarythecontrolpressure(PP)andthusthedisplacementofthepump.Alternatively,solenoidvalvescouldbemountedontheinterfacetoselecttwoormorepresetcontrolpressures.第71页/共103页PPDPH先导压力排量控制G¼The‘H’versionofthe‘DP’controlprovidesaG¼(¼”BSP)connectionforthecontrolpressure.Thiscouldbeusedwherethecontrolpressuresignalisgeneratedatsomedistanceawayfromthepump,forexample,byahydraulicremotecontrolvalveorremotereliefvalve.第72页/共103页DPHPP先导压力排量控制G¼Fortransmissionpumpswheretheswashplatecanmoveeithersideofcentre,twocontrolpressureportsareprovided(oneforeachsideofcentre).Thisallowsthepumptobecontrolledbyatwoaxishydraulicremotecontrolforexample.第73页/共103页PPDPJ先导压力排量控制The‘DPJ’controlprovidesanelectro-hydraulicproportionalpilotreliefvalvetogeneratethecontrolpressure.ThismountsontoanISO03interfaceonthepumpandtheoptionincludespilotpumpreliefvalve,proportionalreliefvalveandelectronicamplifiercardaspartofthepackage.Althoughthe‘DPJ’optionprovidescontrolofthepumpflowinresponsetoanelectronicsignal,itisnotintendedtobeahigh-dynamiccontrolinthesamewaythatthe‘SP’controlis.第74页/共103页DPKPILOTPRESSUREDISPLACEMENTCONTROLThe‘DPK’istheover-centrepumpversionofthe‘DPJ’.Itprovidespilotpressuredisplacementcontrolviaaproportionalreliefvalvebutnowalsoincludesasolenoidswitchingvalvewhichwilldetermineonwhichsideofcentrethepumpisoperating.第75页/共103页MAX01015040600PP(bar/psi)N(r/min)NPPd先导压力排量控制Byusingbothapilotpressuredisplacementcontrolpumpandmotor,itispossibletocombinetheircontrolstoprovideanextendedworkingspeedrange.Ifthepumpdisplacementrespondstoacontrolpressurerangeof10to40bar(150to600psi)thenbetweenthesetwopointsthepumpwillmovefromzerotomaximumflow.Duringthisperiodthemotorwillremainonmaximumdisplacement.第76页/共103页当控制压力继续升高为40到70bar(600to1000psi)马达的排量将会从最大值减小到最大值的35%左右(该值是所有变量马达的典型最小排量).这将使在低速大扭矩工况下工作时提高马达的速度范围MAX0701000N(r/min)NPPMINMAXddVARIABLEPUMP&MOTOREXAMPLEPP(bar/psi)1015040600第77页/共103页QP压力补偿控制QDF100-50%‘DF’控制形式提供压力补偿(或压力限制).所有泵使用一个两级补偿阀，该阀提供一个非常明显的转变点(接近1bar/15psi)并且在使用并联泵布置时非常稳定。最大行程调节器作为所有压力补偿泵的标准件使泵的最大流量被限制在最大输出流量的50和100%之间第78页/共103页压力补偿控制QP第79页/共103页QPP2P1P1P2PRESSURECOMPENSATIONPLUSLOADSENSINGDF####1Q15bar(220psi)MIN负载传感可以作为压力补偿控制的一个选项。这能使泵在比负载压力稍高的压力下就减小排量，而不是在满补偿压力下改变排量。负载传感压力补偿控制被设置用来提供一个15bar(220psi)的压差，这个压差为推荐的最小值，如需要也可设置更高的压差。第80页/共103页压力与流量补偿负载敏感压力限制当负载压力增加时，负载口压力与泵出口压力差值变大，负载补偿阀芯略微打开使流量减小，进而导致差值变小，负载平衡。此过程随负载压力增大而逐渐增大，直至负载压力达到压力限制值，此时泵压力为设定的最大压力，流量为零第81页/共103页200l/min175bar100l/min100l/min350bar100l/min350barOUTPUT=

175barx100l/min600=29kWEFFICIENCY=

29117=25%HEAT=88kW

INPUT=350barx200l/min

600=117kW175bar200l/minTHROTTLEDFLOW第82页/共103页200l/min175bar0l/min0l/min350bar200l/min350barOUTPUT=

175barx0l/min600=0kWEFFICIENCY=

0117=0%HEAT=117kW

INPUT=350barx200l/min

600=117kWBLOCKEDFLOW第83页/共103页200l/min175bar0l/min200l/min0bar200l/min350barOUTPUT=

175barx0l/min600=0kWEFFICIENCY=

00=100%HEAT=0kW

INPUT=0barx200l/min

600=0kWUNLOADINGSPOOL第84页/共103页200l/min0bar200l/min350barMULTI-ACTUATORS第85页/共103页175bar100l/min100l/min350bar360barOUTPUT=

175barx100l/min600=29kWEFFICIENCY=

2958=50%HEAT=29kW

INPUT=350barx100l/min

600=