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行走平板車驅動液壓系統選型——液壓控制策略

2022-03-16由 漢豆有樣 發表于 歷史

1、恆功率控制

液壓系統的恆功率控制主要分為泵恆功率控制和馬達恆功率控制兩種。其中泵控方式又有兩種。一種為伺服變數泵根據定量馬達或變數馬達的瞬時排量狀態的驅動壓力,控制變數泵排量實現恆功率輸入,一種為把帶力補償的變數泵調節為具有近似恆功率特性。

恆功率控制指的是液壓系統的工作輸出或消耗的功率P為負載壓力p與輸出流量q的乘積,即P=p×q。恆功率控制的液壓系統壓力和流量的曲線為雙曲線,即p與q的乘機為一定值,這樣變數泵在不同工況下工作所需要發動機提供的功率都是恆定的。恆功率控制液壓系統能在負載發生變化的時候調整液壓泵輸出的流量,使變數泵輸出的功率始終和負載要求的功率相近,達到發動機和負載之間的匹配,使發動機一直工作再最佳的狀態,降低了能量的損失。實現恆功率控制的方式主要包括兩種:第一種就是數字控制。隨著電控技術的發展以及結合計算機技術的應用,這種智慧化的控制方式將會得到越來越廣泛的應用。第二種是

液壓控制

。這種控制方式在國內外的應用都己經很成熟,比如各種型別變數泵上採用就是這種恆功率控制方式。

2、變數泵和變數馬達組成的調速回路

變數泵和變數液壓馬達組成的

容積調速回路

,相比較節流調速而言,具有很大的優勢。節流調速回路效率低,發熱大,只能在發熱要求不大,功率小的液壓系統中。採用變數泵和定量馬達的調速回路能夠使液壓泵輸出高壓油量全部進入執行結構,沒有溢流損失和節流損失,因此

效率高,發熱小

,適用於大功率的液壓系統中。容積調速一般為閉式迴圈系統形式,液壓泵的吸油口直接與執行元件的排油口想通,形成一個封閉的迴圈迴路,其結構簡單,但

散熱條件相對較差

液壓馬達的轉速可以透過調節變數泵的排量和改變變數液壓馬達的排量來實現。這種迴路的調速的範圍擴大,也使液壓馬達的扭矩和功率的輸出特性有了較多的選擇性。這種迴路是具有恆扭矩調速和恆功率調速兩種特性,如右圖所示。

行走平板車驅動液壓系統選型——液壓控制策略

很多的裝置要求在

低速時有較大的扭矩

,在

高速的時候又要求功率恆定

,因此變數液壓馬達的輸出轉速在從低向高變化時分為兩個階段。

第一階段,變數液壓馬達的排量固定在最大值,調節變數泵的排量使流量增大,那麼變數液壓馬達的轉速就會從最小值逐步升高,此階段屬於恆扭矩調速。

第二階段,將變數泵的排量固定在最大值,然後調節變數液壓馬達的排量,從最大逐漸跳到最小,隨著馬達排量的降低它的轉速也會提高,直到允許的最高轉速。該階段為恆功率調速。

在調速的過程中,變數泵的工作壓力會隨著負載的變化而變化,當然整個系統的洩露也會隨之增加,同時由於洩露增加液壓馬達的轉速也隨著負載的增大而下降。

一般在系統中裝有

輔助泵是補油用的,它的流量為變數泵的12%左右

,主要是給變數泵的吸油口提供一定的壓力,防止空穴的產生及空氣的進入。液壓執行元件在工作的過程中,要求液壓系統要保持一定的壓力或是在一定的工作壓力範圍內工作。在容積調速系統中,變數泵提供高壓油,安全閥起到安全閥的作用,防止系統過載。

變數泵的流量全部進入液壓馬達,在不考慮洩露影響情況下,液壓馬達的轉速為n=q/v。

為節省能源提高液壓系統的工作效率,液壓泵的供油量儘量與整個液壓系統所需要的流量相匹配。油液的淨化裝置也是液壓源中必不可少的元件,因此,在

變數泵的入口處要設定粗過濾器

,再根據元件的具體使用要求,

透過精過濾器再次的過濾

3、液壓馬達控制方式

選擇力士樂公司提供的適應能力較強的

EP電液比例控制方式

。其基本工作原理如下圖所示,且控制過程主要是透過電液比例閥實現的,該比例閥主要由三部分組成:液壓控制閥、電比例放大器以及電氣——機械轉換器;每個驅動馬達上裝有一個速度感測器,速度感測器將檢測到的車輪轉速實時訊號傳遞給微機控制器進行處理,微機控制其綜合所得車輪的資訊計算出實時整車行駛速度n,透過比較,如果有某驅動車輪的速度超過了預設值n±△n時,則認為該車輪可能正在打滑,需要進行適當的調整微機控制器發出調整指令的電訊號,該電訊號經電氣——機械轉換器轉換成機械的力或者位移訊號傳遞給液壓控制閥,液壓控制閥透過變數液壓缸來控制馬達斜盤的傾斜角度,從而改變馬達排量,最終實現對驅動輪車速的調整。

行走平板車驅動液壓系統選型——液壓控制策略

4、液壓泵控制方式

德國力士樂公司的系列液壓泵,其控制方式稱為控制,機械——液壓伺服控制方式的一種。

DA控制

基於柴油機的這樣一種效能:當柴油機的功率解決最大時其轉速就開始下降,控制原理示意圖如圖所示。

行走平板車驅動液壓系統選型——液壓控制策略

DA控制是一種位移直接反饋式的排量控制方式,DA控制閥透過控制閥芯左右兩邊P1與P2的壓力差來控制輸出壓力P3的大小,輸出壓力P3可以對變數油缸5內活塞桿的位移進行控制,而活塞桿的位移又可以對變數泵3的斜盤傾斜角大小進行調節,從而實現了變數泵的排量控制。變數泵斜盤的角度可以連續變化決定了變數泵的排量可以實現無級調節,其流動方向是由方向控制閥4進行控制的。柴油機油門加大,轉速增高,控制閥輸出壓力增大,泵的排量增大,反之,泵的排量減小。

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