10.1 非对称泵直驱单出杆液压缸系统

泵控液压缸技术泵控液压缸技术非对称泵直驱单出杆液压缸系统101.1传统柱塞泵配流系统对称泵控对称缸非对称轴向柱塞泵第1节轴向柱塞泵工作时，柱塞在缸体内作伸缩运动，柱塞伸出，在缸体内形成局部真空，液压油在大气压作用下通过配流盘吸油窗口流入缸体内；柱塞缩回，通过排油窗口将缸体油腔内液压油压出，完成一次吸油和排油。对称液压缸由于两腔面积相同，运行过程中两腔的流量相同。在不考虑内泄的条件下，无论哪一个油腔作为排油腔，输出流量都一致，可用于控制液压马达和对称液压缸的运动。对称柱塞泵配流盘原理及照片1.1传统柱塞泵配流系统对称泵控单出杆液压缸非对称轴向柱塞泵第1节左图所示为采用单向阀补偿液压缸面积差的对称泵控制非对称液压缸原理。图中，同服电动机驱动定排量闭式泵，泵两个油口与液压缸直接相连通过控制电动机的转速即可实现液压缸速度的控制。系统中，为了补偿非对称液压缸两腔不平衡流量，需要设置大流量的流量平衡系统，由定量泵、辅助补油蓄能器和溢流阀组成，通过液控单向阀使流量平衡系统与主油路低压腔交换油液，溢流阀设定较小的压力，工作过程中，系统高压腔打开低压腔联接的单向阀，系统中多余和缺少的油液通过该单向阀补充。1.2串联型非对称柱塞泵非对称轴向柱塞泵第1节串联型非对泵控单出杆液压缸原理配流窗口C连接单出杆液压缸无杆腔；串联布置的两个配流窗口，A口连接单出杆液压缸有杆腔，B口连接到低压油箱，通过改变这两个配流窗口配流角度范围，匹配单出杆液压缸面积比。油口A和B吸油、油口C排油，C口压力油驱动液压缸活塞杆伸出；油口C吸油、油口A和B排油，A口压力油驱动活塞杆收回，B口将多余的油排回低压油箱，同时进行热交换。只用一台泵，无需辅助补油装置，实现对单出杆液压缸的控制。串联型非对泵配流盘原理及照片1.2串联型非对称柱塞泵非对称轴向柱塞泵第1节配流窗口面积变化过程a.进入三角槽b.弓形窗口增大c.线性增大d.面积最大e.线性减小f.弓形减小配流面积随转角的变化关系柱塞的配流面积变化基本有缓慢增长、线性增长、恒定和线性减小四个阶段。由于在A口到B口之间增加了过渡区，所以A口和B口配流面积的和要小于C口的面积。1.2串联型非对称柱塞泵非对称轴向柱塞泵第1节非对称柱塞泵样机照片a.缸体模型b.配流盘模型C.泵后盖模型非对称泵主要组成元件三维模型串联型非对称泵配流盘1.2串联型非对称柱塞泵非对称轴向柱塞泵第1节非对称柱塞泵性能测试系统原理非对称柱塞泵性能测试系统照片1.2串联型非对称柱塞泵-容积效率非对称轴向柱塞泵第1节流量与容积效率换算表压力（MPa）空载5101521

流量L·min-1油口A31.33130.530.129.7油口B36.53635.434.934.5油口C6766.565.865.264.7容积效率

％油口A／99.097.496.294.9油口B／98.69795.694.5油口C／99.398.297.396.6配流盘的改造基本不影响泵的容积效率，泵3个油口的容积效率在21MPa范围内都大于94.5%，和现有同排量的两配流窗口泵相当。1.2串联型非对称柱塞泵-压力特性非对称轴向柱塞泵第1节不同转速下油口A压力特性不同转速下油口B口压力特性不同转速下油口A和油口B压力特性泵转速分别为500rpm和1500rpm，采用溢流阀对油口加载。油口A先加载0、5、10、15、21MPa，油口A压力保持不动，油口B再加载0、5、10、15、21MPa，然后油口A和油口B同时在21、15、10、5、0MPa进行测量。1.2串联型非对称柱塞泵-噪声特性非对称轴向柱塞泵第1节一进二出工况泵的噪声特性二进一出工况泵的噪声特性如左图所示，双出油口工作时，当油口B的压力值为0，泵的噪声随油口A压力增大缓慢增大；当油口A压力设定为21MPa不变，改变油口B的压力值，对泵的噪声影响不大，噪声始终最大，噪声级别也最高；同时改变油口A和B的压力值，压力低时噪声低，压力高时噪声也增高，压力超过5MPa后基本不再增大。泵噪声受系统压力变化的