闭式液压泵与原动机的匹配计算

　　闭式液压系统在工程机械中得到了日益广泛的应用,其中多数液压系统与原动机之间的匹配较好,但也有一些在匹配上存在问题,如功率过剩或功率不足、扭矩不匹配等,特别是原动机为内燃机时,其匹配存在的问题更为突出。下面就这种匹配计算方面的问题提出一些见解。

　　1 驱动功率的匹配

　　从文献[1]可知,液压泵所需驱动功率的通用计算公式为:

　　式中:Ni--液压泵输入功率,即所需的原动机功率, kW;

--液压泵进、出油口之间的压差值,MPa;

　　Q0--液压泵的理论输出流量,L/min;

--液压泵的机械效率,一般取Gm=0.98。

　　公式(1)也可以写成如下形式:

　　式中:Q--液压泵的实际输出流量,L/min;

--液压泵的容积效率,一般取=0.93~0.97,齿轮泵取低值,柱塞泵取高值。

　　由于实际输出流量Q和容积效率不易获得,而Q0值可以从样本资料中查得,机械效率的值也基本不变,故用公式(1)来计算输出功率更为方便。但需要指出的是在不少有关液压机械的资料中,把公式(1)和(2)之间的一些参数混用,从而导致计算出的输入功率存在差异。

　　在闭式液压系统中,由于闭式泵的进油口压力为补油压力,故:

　　式中:--液压泵进、出油口之间的压差值,MPa;

　　P主--主泵出油口压力,MPa;

　　P补--辅助泵提供的补油压力,MPa。因此

　　式中:Q主--闭式泵的主泵理论输出流量,L/min;

　　Q补--闭式泵的辅助泵的理论输出流量,L/min。

　　式中:q主--主泵的排量,ml/r;

　　q补--辅助泵的排量,ml/r。

　　n--泵的转速,r/min。

　　就一般闭式泵生产厂家的产品而言,有q补=(0.15~0.28)q主,取q补=0.2q主,则由公式(5)可以得到:

　　由公式(6)可见,补油压力越高,则闭式泵所需的驱动功率越小。下面通过实例来了解补油压力对驱动功率的影响程度。

　　已知q主=125ml/r,q补=28ml/r,P主=25MPa,P补=1MPa,n=1650r/min,取Gm=0.98,则由公式(5)可以计算得出Ni=85kW。若将补油压力提高到2.5MPa,则同样可以计算得出NiU81kW。由此可见,补油压力提高到1. 5MPa后,导致所需输入功率下降4kW,其功率变化的程度为补油压力每增加1MPa,则输入功率降低约3% ~4%。

　　2 驱动扭矩的匹配

　　由于原动机的转速与液压泵的额定速度不同,有时满足功率匹配要求的系统可能扭矩不匹配,特别是对输出扭矩变化的内燃机来说,扭矩匹配更是一个不容忽视的问题,否则会造成功率过剩或功率不足等问题,严重时无法正常工作。