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液压泵-几种常见泵控方式的能效对比

2021-10-14
摘要:液压泵-几种常见泵控方式的能效对比 一、定量泵+溢流阀系统 这是最基本、成本最低的液压泵系统,因为在原动机转速不变的情况下,泵排量是固定的,输出流量是固定的;部分流量驱动负载,多余流量通过溢流阀返回油箱,溢流阀始终处于溢流状态。因此,定量泵系统将输出全流量并保持设定的最大压力,即高压和全流量状态 能 […]
液压泵-几种常见泵控方式的能效对比

一、定量泵+溢流阀系统

这是最基本、成本最低的液压泵系统,因为在原动机转速不变的情况下,泵排量是固定的,输出流量是固定的;部分流量驱动负载,多余流量通过溢流阀返回油箱,溢流阀始终处于溢流状态。因此,定量泵系统将输出全流量并保持设定的最大压力,即高压和全流量状态
能效图如下所示。流量和压差的乘积为功率,有效功率为黄色部分。它的能量被用来驱动负载做功,这正是我们所需要的。能量损失分为两部分,一部分为溢流损失,多余的高压油通过溢流阀返回油箱并转化为热量;另一部分是节流损失。节流阀上的压差越大,能量损失就越大
虽然定量泵 + 溢流阀系统的能量效率很低,但由于其成本低,它也被用于许多场合特别是当多个负载压力接近且流量需求接近时,当泵排量和溢流阀压力能够很好地匹配时,也可以很好地控制能量损失。

 

二、恒压变量泵系统

采用恒压变量泵的系统,当系统压力小于设定的 PC 压力值(最大压力 / 补偿压力)时,会全流量输出;当系统压力达到设定的 PC 值时,泵变排,使流量减小,保持系统压力维持在 PC 设定值上。一般来说,恒压变量泵系统待机时处于高压小排放量,其理想工作区间为 P – Q 曲线向下(PC 压力设定区间),该区间泵的排放量根据系统需要自动调节,只输出负荷所需的流量,没有多馀的流量浪费,但压力维持在 PC 设定值上。
相对定量泵系统,恒压变量系统只输出负荷所需的流量,因此没有溢流损失,只有节流损失,更节能。
恒压变量系统待机时,在整个管道系统中保持高压,适用于应答要求高的应用场合。由于具有最高压力控制的作用,液压系统的压力切断保护也很常用。

 

三、负载敏感变量泵系统

采用负载敏感变量泵的系统,泵的输出流量根据负载需要自动调节,只输出负载所需的流量,没有多馀的流量浪费。负载的压力通过负载敏感阀反馈给泵,泵的输出压力比最大的负荷压力稍大,大程度由泵的压差阀决定,一般为 20~30Bar。
与恒压泵系统相比,负荷敏感系统的输出压力与负荷压力之间的压力差一定,稍微高一点(20~30Bar)。没有溢流损失,节流损失变小,节能。
在工程机械中,通常采用负系统,节能效果好,燃料经济性得到保障。

四、电比例排量变量泵系统

电比例排量泵通过电信号主动控制变量泵的排量,从而调节泵的流量输出。如果电信号保持不变,可以看成一种定量泵模式。因此对于系统设计人员来说,需要根据实际的工况及负载的流量需求,主动调节控制电流来调节流量,才能够有比较好的能效表现。

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虽然各种泵控方式各有特点,但并非只能独立使用。同一台泵可以集成多种方式,如负载敏感+恒压变量,电比例排量+恒压变量,电比例排量+负载敏感等,因此需要设计人员根据系统的实际需要,做出最佳的匹配以达到最佳的系统性能。

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