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液壓泵維修之A4VG型工程液壓泵伺服變量機(jī)構(gòu)的工作原理

A4VG系列變量液壓泵是德國力士樂公司生產(chǎn)的工程液壓泵,在工程機(jī)械上得到廣泛應(yīng)用,亦用于礦井單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。本文對A4VG系列變量泵伺服變量機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性作了初步探索。

伺服變量機(jī)構(gòu):

A4VG系列變量液壓泵采用機(jī)液伺服機(jī)構(gòu),通過控制伺服閥開口來改變變量活塞的位移,進(jìn)而改變泵斜盤的傾角,達(dá)到變量的目的。該系統(tǒng)是力反饋式閉環(huán)控制回路,具有結(jié)構(gòu)緊湊,響應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn),且便于遠(yuǎn)程控制[1]。

伺服閥結(jié)構(gòu)見圖1,它的作用是根據(jù)輸入油壓的變化導(dǎo)通控制油路和控制變量活塞。主閥芯2在中位為關(guān)閉狀態(tài),a—Y1、b—Y2都不通;左位(閥芯向右移動(dòng))導(dǎo)通a—Y1及Y2與回油口;右位(閥芯向左移動(dòng))導(dǎo)通b—Y2及Y1與回油口。反饋機(jī)構(gòu)由彈簧4、彈簧拉桿3和反饋杠桿7組成。

A4VG系列變量液壓泵伺服變量系統(tǒng)的工作原理見圖2,輸入為伺服閥的控制油壓Δp=p1-p2,輸出為變量活塞的位移xp。設(shè)Ff為閥芯受到的彈簧力,A0為控制油作用于推桿的有效面積。忽略閥芯上的粘性摩擦力、瞬態(tài)液動(dòng)力和穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力,則當(dāng)平衡條件ΔpA0=Ff滿足時(shí) ,主閥芯處于中位 ,控制油不能進(jìn)入伺服油缸;當(dāng) ΔpA0 =Ff =0時(shí) , xp =0,則斜盤傾角 θ=0,泵的輸出流量為 0。當(dāng) ΔpA0 >Ff 時(shí) ,平衡破壞 ,主閥芯向右移動(dòng) ,伺服閥處于左位 ,控制油進(jìn)入油缸左腔 ,推動(dòng)活塞向右移動(dòng);同時(shí) ,活塞桿推動(dòng)反饋杠桿繞 C點(diǎn)的固定銷逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) , 反饋杠桿帶動(dòng)彈簧拉桿向左擺 , 與ΔpA0 方向相反的彈簧力 Fh 增加 ,作用在主閥芯上的反饋力 Ff 也增加 ,當(dāng)達(dá)到 ΔpA0 = Ff 時(shí) ,重新滿足主閥芯平衡條件 ,截?cái)嘤吐?,變量活塞停止移動(dòng) ,液壓泵穩(wěn)定在某一流量。當(dāng) ΔpA0 <Ff 時(shí) ,主閥芯和變量活塞運(yùn)動(dòng)方向相反 ,流量向相反方向調(diào)整。

A4VG系列變量液壓泵的變量機(jī)構(gòu)是一種典型的機(jī)液伺服系統(tǒng) ,結(jié)構(gòu)緊湊 ,響應(yīng)快速而平穩(wěn) ;仿真研究結(jié)果與試驗(yàn)情況基本一致 ,說明伺服變量機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型是正確的。