闭式泵控系统的研究

　　1 前言

　　闭式液压泵控系统是一种技术含量较高，机电一体化的泵类产品，它集换向、调速、高压保护、系统冷却于一身，较之其它液压控制系统，具有经济、节能、发热量小、控制调速精确、高集成化、占地面积小等一系列优点。在国外，闭式泵控系统已广泛地应用于采矿、冶金、工程机械、船舶、石油机械、铁道维修机械、医药化工等各个行业。

　　2 闭式泵控系统的工作原理

　　所谓闭式泵控系统，最基本的回路即是由一个变量泵拖动一个液压马达。泵的高压油口直接接入油马达的进油口，而油马达的出油口 与泵的吸油口相连，依靠改变变量泵的变量斜盘摆角，可以相应地对液压马达作无级调速，若变量泵系双向变量，则油马达的转向还可以改变，如图1所示。

　　图1 闭式泵控系统原理

　　从理论上来说，液压负载(油马达)需要多大的流量，油泵便供应多大的流量；液压负载需要多大的压力，油马达便提供多大的压力。因此闭式泵控系统较之其它控制系统，如阀控调速系统，其能量损耗量少，相应地系统发热亦最少，尤其适用于大、中功率的调速系统。然而图1所示的闭式泵控系统仅是理论原型，在实际使用中是不能正常使用的。

　　首先，由于闭式系统的工作油液是在一个封闭的泵至马达回路中周而复始地运行，而无论是泵或液压马达都存在容积效率降低现象，随着时间的推移，在闭式系统中的油液越来越少，这将引起油泵吸空现象发生。因此，为了保证闭式系统的正常工作，必须增设一个适当的双向补油系统。补油系统即可补充油的减少，同时又能保证油泵的吸入侧有足够的正压，其作用和开式系统中常见的增压泵类似。

　　其次，尽管闭式系统有较低的发热量，但是为了能长时间可靠地运行，一个冷却更油系统是必不可少的。它的作用是把从油箱吸来的冷油通过辅泵打进闭式回路中的低压侧，使低压侧的部分热油通过更油阀排回油箱，以便进行冷却。有了这样的冷却更油系统，闭式回路的油温可以维持在合适的范围内，闭式泵控系统才可以长时间地运行。

　　最后，对于任何一个液压系统来说，高压油路的压力保护是必不可少的安全措施，闭式泵控系统也一样。对于双向变量的闭式系统而言，系统中必须设置一个双向高压保护装置。

　　综上所述。一个能正常运行的闭式系统应至少包括：

　　① 斜盘变量系统：控制斜盘的摆角以对油马达进行速度的调节；

　　② 补油系统：以维持闭式系统的泵吸入侧有足够的正压，不致因吸空而导致泵的配流盘由于气蚀而过早磨损；