工程機(jī)械_挖掘機(jī)液壓泵故障_控制原理
大字挖掘機(jī)(DH220、280等型號(hào))所用液壓泵為K3V系列斜盤式軸向柱塞泵,其結(jié)構(gòu)為通軸型的雙聯(lián)柱塞泵,后接齒輪泵用作輔助泵,為遠(yuǎn)程控制等提供動(dòng)力。主泵由可變量柱塞泵和控制排量的調(diào)節(jié)器組成。前、后主泵各配置一個(gè)調(diào)節(jié)器,分別控制前、后泵排量的變化。通過調(diào)節(jié)器可實(shí)現(xiàn)恒功率控制、改變功率設(shè)定值和流量的控制。
液壓泵控制原理
如圖C所示為主(前)液壓泵排量調(diào)節(jié)原理圖,后泵控制原理與前泵相同。差動(dòng)缸1用于推動(dòng)泵斜盤傾角變化,伺服閥2用于控制變量活塞的運(yùn)動(dòng)方向,而伺服閥的換向則受流量控制活塞和功率控制活塞的控制。p1為泵本身輸出的液壓油的壓力,p2為另一泵的輸出壓力,pf為輔助泵輸出的油液壓力,pf1為經(jīng)電磁比例減壓閥輸出的二次壓力,pi為多路換向操縱閥中央回油通道的背壓。主液壓泵排量調(diào)節(jié)過程如下。
①流量控制 差動(dòng)缸小腔始終通過輔助泵或主泵(二者中壓力較高的)輸出壓力油,差動(dòng)缸大腔通過伺服閥可與主泵輸出的壓力油接通或與油箱接通。在非作業(yè)狀態(tài),多路換向閥處于中位,主泵輸出的油由中央回油通道經(jīng)背壓閥回油箱,背壓閥前產(chǎn)生一定的背壓p1,具有戶,壓力的油液產(chǎn)生的壓力克服流量控制活塞右端的彈簧力,流量控制活塞向右移動(dòng)的同時(shí)推動(dòng)伺服閥換向,伺服閥處于左位工作,主泵輸出的油(壓力約為p1)進(jìn)入差動(dòng)缸大腔,差動(dòng)缸向右移動(dòng),斜盤傾角減至最?。ǖ粸榱?,由限位螺釘調(diào)定),反饋機(jī)構(gòu)也同時(shí)將伺服閥撥回中位,此時(shí)主泵輸出壓力較低(為p1)、排量較小,泵處于卸荷狀態(tài),而發(fā)動(dòng)機(jī)又可進(jìn)入自動(dòng)怠速狀態(tài),節(jié)約了燃油消耗;當(dāng)多路換向閥換向時(shí)(發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)自動(dòng)由怠速變?yōu)樵O(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)速度),多路閥中央回油通道被切斷,沒有油液通過背壓閥,背壓閥前壓力pi變?yōu)榱?,流量控制活塞又?huì)在彈簧力的作用下向左移動(dòng),帶動(dòng)伺服閥處在右位工作,差動(dòng)缸大腔油液通油箱,差動(dòng)缸向右運(yùn)動(dòng),斜盤傾角變大,當(dāng)斜盤角最大時(shí)通過反饋機(jī)構(gòu)使伺服閥回到中位,而后便可根據(jù)負(fù)載情況由功率控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。
②恒功率控制 功率控制活塞所受向右的液壓力是作用于面積A1、A2、A3液壓力的和,而向左的力為彈簧力和功率設(shè)定活塞(面積為A4)的液壓力之和。則功率控制活塞的受力平衡方程為:
pf1 A1 +p2A2 +p1A3 =kx0 +pf1A4 (7-1)
式中k——彈簧的壓縮系數(shù);
x0——彈簧的預(yù)壓縮量。
液壓力的作用面積和彈簧壓縮系數(shù)為常量,功率設(shè)定后,pf1和x0亦為定值。當(dāng)泵自身的排油壓力p1或另一個(gè)泵排油壓力p2上升時(shí),功率控制活塞所受向右的力增加,平衡被打破,功率控制活塞向右移動(dòng),彈簧的壓縮量加大后建立新的平衡,主液壓泵的壓力越高則控制活塞的位移量越大??刂苹钊蛴乙苿?dòng)會(huì)帶動(dòng)伺服閥芯向右移動(dòng),差動(dòng)缸大腔通主泵輸出的壓力油,差動(dòng)缸向右移動(dòng),使泵的斜盤傾角自動(dòng)減小,泵的排量也隨之減小。把泵的輸入扭矩控制在規(guī)定值以下,使泵在該壓力狀態(tài)下所需功率與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率相匹配不使發(fā)動(dòng)機(jī)過載,差動(dòng)缸移動(dòng)時(shí)反饋機(jī)構(gòu)使伺服閥回到中位。這樣不同的p1、p2壓力值便對(duì)應(yīng)著不同的排量。同理,當(dāng)p1、p2減小時(shí)泵的排量向大的方向調(diào)節(jié),增加作業(yè)速度??傊ㄟ^恒功率控制可實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)的輕載高速、重載低速的控制,充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率,提高作業(yè)效率。
③功率設(shè)定 調(diào)節(jié)器上設(shè)置了電磁比例減壓閥5,改變比例減壓閥輸入電流值指令,可改變功率的設(shè)定值。電磁比例減壓閥的二次壓力油被引至調(diào)節(jié)器的功率控制機(jī)構(gòu),由于A4>A1,如果改變比例減壓閥的二次壓力值pf1,就可改變平衡方程的平衡點(diǎn),使功率控制活塞開始移動(dòng)時(shí)的主泵壓力p1和p2發(fā)生變化,即泵的功率設(shè)定值發(fā)生改變,以根據(jù)作業(yè)條件、操作指令使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得最佳運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(設(shè)定了發(fā)動(dòng)機(jī)在不同作業(yè)條件下的功率輸出值),工作機(jī)構(gòu)獲得最佳作業(yè)速度。
通過上述分析可知,挖掘機(jī)雙聯(lián)液壓泵的液壓功率之和應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率相匹配,當(dāng)負(fù)載變化時(shí)兩個(gè)泵的排量應(yīng)同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié),否則,挖掘機(jī)將不能正常工作。