闭式液压系统补油泵研究

　　0　引言

　　液压传动系统按照工作介质的循环方式,可分为开式系统和闭式系统。开式系统结构简单,但因油箱内的油液直接与空气接触,空气易进入系统,导致工作机构运动不平稳并产生其他不良后果。在闭式系统中,液压泵输出的油液直接进入执行元件,执行元件的回油与液压泵的吸油管直接相连,工作液体在系统的管路中进行封闭循环。其结构紧凑,油液与空气接触机会少,空气不易渗入系统,故传动较平稳。闭式系统通常采用双向变量液压泵,通过泵的变量改变主油路中液压油的流量和方向,来实现执行机构的变速和换向,这种控制方式可以充分体现液压传动的优点。

　　闭式液压驱动系统在工作中不断有油液泄漏,为了补充这些泄漏和消耗,维持闭式系统的正常工作,必须给闭式系统及时补充油液。补油泵一般是定量齿轮泵,与主泵通轴驱动。

　　1　补油泵的作用

　　图1为典型闭式液压系统原理图。在闭式液压系统中,泵和马达通过管道直接相连,通过改变泵的变量改变主油路中液压油的流量和方向,来实现马达的泵通过补油单向阀向系统低压侧补油,同时补油泵又为液压泵排量控制阀提供控制油液。补油泵的流量远大于系统的泄漏量,除了补充系统泄漏的油液外,还要补充因回路冲洗阀打开而失去的部分热油液,其余油液全部通过补油溢流阀流经泵的壳体回到油箱。

　　由此可见,在闭式液压系统中补油泵的主要作用分为以下4个方面:①补充液压泵及液压马达的泄漏油液;②给控制系统提供压力及液压油;③维持主系统回路的压力,增加主泵进油口处压力,防止大流量时产生气蚀,可有效提高泵的转速和防止泵吸空;④将冷油补进系统,降低系统油温。

　　2　补油泵补油压力的设计

　　由于补油泵提供液压泵排量控制的液压油,所以补油泵的补油压力必须控制在一定范围内。若补油压力过低,在系统压力出现波动的时候就容易出现控制失压现象,而且补油压力基本是系统主油路低压侧的压力,若低压侧压力过低,就无法打开冲洗溢流阀对马达壳体进行冲洗;反之,若补油压力过高,系统需求功率增加,效率降低,并且多余的油液要经过补油溢流阀流到泵壳中,就会造成不必要的发热。

　　控制压力并不需要太高,所以一般补油压力pcp为1.1 MPa～3.4 MPa。马达冲洗溢流阀的压力pcx设定一般低于补油压力0.6 MPa～0.8 MPa,以确保低压侧压力油能够打开冲洗溢流阀阀口。

　　3　补油泵补油量的设计

　　补油泵的流量过大,直接影响系统的使用效率;补油泵的流量过小,直接影响系统的正常工作并导致系统过热(系统冷却流量过小)。在设计闭式液压系统时,要有适当的补油量,使补油泵在每个工况下都有足够的液压油补进系统,并对系统油液及时冷却[1]。