负载敏感泵与比例多路阀在大机上的应用

　　1 负载敏感泵与比例多路阀的优点

　　为了节约能量、降低油温和提高控制精度, 使同步动作的几个执行元件在运动时互不干扰, 较先进的工程机械都采用了负载敏感泵与比例多路阀技术。比例多路阀在工程机械等行业中得到广泛的应用, 反过来也促进了比例多路阀技术的快速发展, 这种良性的循环使得液压技术充分的体现了它的优势, 越来越多的厂商注重对比例多路阀的开发, 比例多路阀的种类不断增加, 功能也越来越强大。常用的普通多路阀液压系统使用定量泵时, 采用溢流阀溢流, 这时系统的功率损耗较大( 见图1),而使用带有流量调节器负载敏感多路阀, 会减少一部分功率损耗( 见图2)。如使用负载敏感泵和比例多路阀则可使流量和压力与系统所需达到最佳匹配要求( 见图3)。这是目前大流量液压系统首选的控制方案。

　　2 负载敏感泵与比例多路阀给大机液压系统带来全新的设计

　　昆明中铁集团公司是生产大型养路设备的主机厂之一。其中的清筛系列、捣固系列都运用了大量的液压系统。BS550型边坡清筛机是我厂自主开发的大型养路设备。该机执行机构较多。有高速走行系统、作业走行系统, 工作机构的振动筛驱动系统, 输送带驱动系统, 液压缸系统。面对这样一个系统, 如果沿用传统的设计方案( 单泵对单统), 我们大概需要20个泵源才能满足。这样, 系统很复杂。现采用负载敏感泵与比例多路阀技术我们可以将整车的泵源减至6个。我们以BS550型边坡清筛机输送带的驱动阐述这一全新的设计理念, 如图4所示。新方案只用了一个负载敏感泵和一个四联的比例多路阀, 使系统变得很简单, 而且各方面性能不比传统方案低。就这一系统而言设计成本和制造成本都有降低。就这两个方案进行测算, 光液压元件的成本就可以降低25%。

　　3 调试中遇到的问题及解决办法

　　3.1 负载敏感泵的流量输出不够

　　新系统的设计中负载敏感泵的流量输出必须大于比例多路阀每片设定的流量总和, 也就是所有负载所需的流量。以BS550型清筛机输送带驱动系统为例。在系统中左右提碴带、左右回填带的驱动由一台140排量的负载敏感泵驱动。我们选取了HAVE 的一台四联比例多路阀, 根据负载的实际流量要求, 比例多路阀在HAVE公司出厂前每个阀口设定分别为80mL/min、80mL/min、60mL/min 和60mL/min。分动箱的输出转速为2150r/min, 考虑泵的容积效率( 对应一定的负载压力) 后得到泵的输出流量为 295.6L/min, 很显然该流量已经大于四片阀的设定流量总和 280L/min。但在实际调试中, 我们发现只有左回填带运转正常, 其余三条输送带带速较慢, 没有到达期望的速度。这也就意味着泵没有在全排量下输出。那么是什么原因限制了泵的输出? 我们知道流量输出公式为: