美國威格士vickers液壓泵變量控制的兩種方法

液壓泵的變量是通過改變泵腔工作容積來實現的，以CY型柱塞泵為例，改變斜盤法線對缸體回轉軸心的夾角γ，即改變各柱塞腔的工作容積，當γ角zui大時，柱塞腔的工作容積zui大，實現全排量供油，當γ角為0時，柱塞腔的工作容積為0，這時液壓泵不供油。如果γ角為負值，則液壓泵反向供油。改變γ角的方式有多種，每種方式都有各自的控制特點，本文詳述2則控制γ角的方式。

　　1順序閥和換向閥操縱柱塞缸對復位彈簧的控制方式（結構簡圖見圖1）

　　圖1*種控制方式結構簡圖

美國威格士vickers液壓泵變量控制的兩種方法

　　工作原理：圖中2為缸體回轉軸心，3為液壓泵斜盤。斜盤操縱臂4和變量柱塞8在復位彈簧5的作用下停留在原位，這時斜盤傾角γzui大，液壓泵全排量供油。當系統壓力略高于順序閥1的設定壓力時，打開順序閥1，同時使換向閥7換向，系統壓力油進入柱塞缸6，變量柱塞8克服復位彈簧5的作用力，改變斜盤傾角γ，液壓泵實現變量供油。如果系統壓力再度增高，變量柱塞缸6內的壓力也再增高，使γ角接近0（有一部分泄漏，γ角不能為0），液壓泵即保持一定壓力，但不對系統供油，這就是液壓泵在壓力狀態下的卸載（因為N＝p×Q，當Q→0時，N→0）。在系統壓力降低后，變量柱塞8立即恢復原始狀態。圖中換向閥7主要是為系統大量用油時，提高變量柱塞8復位的響應速度而設計的。這種控制為恒壓變量控制，其特性如圖2。

　　圖2恒壓變量控制特性圖

　　圖中A-B為全排量供油段，B-C為變量段，C為壓力狀態下卸載點，也稱為待用壓力。變量段的壓力范圍（pB-pC）很小，適用于多個執行器能同時工作，壓力在使用壓力的90%以內都需要全排量供油的系統。

　　2系統壓力油直接作用柱塞缸對多級彈簧的控制方式（結構簡圖見圖3）

　　圖3第二種控制方式結構簡圖

　　圖中3為缸體回轉軸心，4為液壓泵斜盤。結構原理與*種方式大致相同，主要是去掉順序閥和換向閥，使系統壓力直接引入變量柱塞缸1。此外，將彈簧改成多級彈簧組5。如果多級彈簧組5為一個普通圓柱彈簧，則該普通圓柱彈簧的變形與系統壓力成線性反比，即斜盤傾角γ（液壓泵排量）與系統壓力成線性反比。為使液壓泵排量與壓力較近似成Q＝1／p×N的函數關系，將普通圓柱彈換成2個或多個彈簧并串聯在一起，各彈簧的剛度要有一定差距，且一級比一級大，一級彈簧的剛度zui小。除zui后一級外，各級彈簧均設計1個限位塊。圖中10、8、6分別為一、二、三級彈簧，9、7為一、二級彈簧的限位塊。在系統壓力作用于變量柱塞11時，3個彈簧同時變形，但一級彈簧10因剛度zui小，其變形zui明顯，這時斜盤傾角γ與系統壓力呈現近似于一級彈簧剛度的線性變化，斜率較陡，當系統壓力較高，一級彈簧10壓至限位塊9的限制高度時，一級彈簧10不再變形，而二、三級彈簧繼續被壓縮。同樣，二級彈簧8的剛度小于三級彈簧6，因此斜盤傾角γ與系統壓力按近似于二級彈簧8的剛度變化。系統壓力再度增高，則可得到基本上遵循三級彈簧6剛度的排量壓力特性，見圖4A-B，B-C，C-D。
 

　　圖4排量壓力特性

　　如果各級彈簧的剛度和限位塊限位高度設計得當，A、B、C、D連起來可以成為一條相當近似于Q、p互為倒數的曲線。這種曲線稱為恒功率特性曲線，也稱作壓力補償特性曲線，即排量減少（增加）時以增加（減小）壓力來補償，它同恒壓變量一樣，液壓泵可以在壓力狀態下卸載，適用于打包機類液壓系統，液壓機的功率可以得到較為合理的利用，減少原動機的裝機功率。
美國威格士vickers液壓泵變量控制的兩種方法