電液比例控制組合變量泵的節(jié)能殛故障診斷
提高液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的效率,克服其效率低、能耗大的缺點(diǎn)是人們所關(guān)注的問(wèn)題。
1.電液比例控制組合變量泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理
某組合泵包括:①軸向柱塞變量泵;它決定與其配套使用的馬達(dá)速度和方向;②輔泵:提供伺服壓力(控制變量泵排量)和補(bǔ)油壓力;③伺服壓力溢流閥;④補(bǔ)油壓力溢流閥和A、B油路上的補(bǔ)油單向閥、排量控制閥及表示實(shí)際排量的外部指示器等。
軸向柱塞單元、傳動(dòng)軸與缸體通過(guò)花鍵連接。缸體內(nèi)有軸向柱塞,每個(gè)柱塞頂端都用球形副與滑靴連接,滑靴支撐在斜盤(pán)平面上,斜盤(pán)傾角決定排量和流向。雙向都具備零至全排量。缸體的另一端面支撐在配流盤(pán)上,它的兩個(gè)油口連接著系統(tǒng)進(jìn)口和出口。
組合變量泵的結(jié)構(gòu)如圖61所示,工作原理如圖62所示。
柱塞滑靴被壓盤(pán)緊貼在斜盤(pán)上,壓盤(pán)可隨軸旋轉(zhuǎn)并隨斜盤(pán)一起改變擺角。缸體和柱塞滑靴可自由調(diào)節(jié)軸向間距以補(bǔ)償由于溫度和壓力引起的油膜厚度、磨損及尺寸的改變。變量泵的斜盤(pán)和柱塞滑靴內(nèi)腔,形成靜壓油墊反力正好與柱塞液壓推力平衡。
搖桿推力由兩個(gè)葉片執(zhí)行器定位,每邊一個(gè),一個(gè)排量指示器從殼體上突出來(lái),以指示推力角度。
搖桿斜盤(pán)軸線、轉(zhuǎn)軸中心線及柱塞球頭中心均與部件中心線一致,以保證受力完全平衡,使受力和磨損達(dá)到最小。
缸體上的大滾柱軸承是重要部件,它也與部件中心線一致,消除了柱塞滑靴上的徑向力,避免缸體端面與配流盤(pán)脫離,并使缸體的受力情況良好。這種設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)在于它減少了由液壓負(fù)載、配合間隙的改變和壓力、溫度引起軸長(zhǎng)度變化帶來(lái)的軸彎曲應(yīng)力。
這種支撐系統(tǒng)使泵有更寬的黏度范圍和更高的軸轉(zhuǎn)速。
通過(guò)斜盤(pán)可改變主泵排量,降低了噪聲,提高了效率。輔助補(bǔ)油口(油口K)在油口A和B之間,用堵頭堵住,油口K可使來(lái)自蓄能器或其他油源的額外補(bǔ)油流量進(jìn)入補(bǔ)油路,以便補(bǔ)充系統(tǒng)在大流量時(shí)經(jīng)常需要的額外流量。
兩個(gè)雙作用葉片執(zhí)行器接受油液信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)和保持設(shè)定的排量。
靜壓平衡靴由旋轉(zhuǎn)伺服輸入定位,在位置反饋系統(tǒng)中,它們作為一個(gè)精密的滑閥來(lái)接通進(jìn)出旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器的油液。伺服響應(yīng)由節(jié)流孔限定,從零到全排量需約1s時(shí)間。系統(tǒng)能輕易地保存所有錯(cuò)誤信號(hào),平衡靴可平衡掉閥系統(tǒng)上的橫向力。
調(diào)定的伺服壓力由輔泵供油,在系統(tǒng)壓力低時(shí),伺服壓力為約2.3MPa以減少功耗和發(fā)熱,當(dāng)系統(tǒng)壓力升至34.5MPa時(shí),伺服壓力自動(dòng)升至3.7MPa。
壓力補(bǔ)償器過(guò)載是泵的標(biāo)準(zhǔn)特性,系統(tǒng)油路A和B上的壓力油由串聯(lián)的全排量順序閥和雙控溢流閥來(lái)控制其最大值。即使由于機(jī)械故障阻礙泵排量減小,該全流量溢流通路也能避免出現(xiàn)破壞性高壓,無(wú)需額外溢流油路。來(lái)自順序閥的油液進(jìn)入葉片執(zhí)行器,產(chǎn)生伺服信號(hào)。
在過(guò)載時(shí),關(guān)閉側(cè)的執(zhí)行器承受2倍伺服壓力,而開(kāi)啟側(cè)則維持在伺服壓力,從而改變泵排量以防止超過(guò)最大調(diào)定壓力,必要時(shí)可跨越中位。典型的壓力補(bǔ)償器過(guò)載響應(yīng)為0.05s。
在過(guò)載時(shí),有最小的壓力過(guò)量和油液發(fā)熱,該控制在補(bǔ)償時(shí)維持穩(wěn)定的壓力、流量與系統(tǒng)要求相匹配。
當(dāng)負(fù)載減小時(shí),排量在1s內(nèi)返回到旋轉(zhuǎn)指令信號(hào)。該電液比例控制是通過(guò)液壓活塞驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)輸入軸。在零電流時(shí)噴嘴在兩個(gè)受油節(jié)流孔中間,在兩個(gè)孔中產(chǎn)生相同壓力。噴嘴由反饋彈簧和零位調(diào)節(jié)彈簧定位,兩者相互抵消從而在噴嘴上合力為零。若電流增加,則使噴嘴右移,導(dǎo)致右邊受油孔壓力升高,左邊受油孔壓力降低,壓力作用到活塞兩端,導(dǎo)致移動(dòng),從而移動(dòng)旋轉(zhuǎn)伺服軸。反饋彈簧連接于支臂上,它持續(xù)移動(dòng)直到力平衡使噴嘴回中,這樣就得到新的穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)伺服控制無(wú)壓力時(shí)可由彈簧回中,這樣就實(shí)現(xiàn)對(duì)泵輸出流量和壓力的精確控制,使比例控制組合變量泵的輸出壓力和流量與負(fù)載流量和壓力相適應(yīng),降低比例變量泵的功耗,提高其工作效率,從而達(dá)到節(jié)能的目的。
2.故障診斷
比例控制組合變量泵的工作故障來(lái)自于電液控制和泵組機(jī)械零件的磨損、密封件、油液污染等,致使工作失靈。機(jī)械部分的故障,從外觀容易判斷檢查。
其電路控制部分故障需根據(jù)廠家提供的電路圖按如下步驟進(jìn)行:
1)檢查電路板上的熔絲規(guī)格是否正確,檢查電子元器件是否損壞,同時(shí)檢查銅質(zhì)印制板軌跡是否破壞。在故障排除之后,電路板通電之前,檢查輸電干線選擇器開(kāi)關(guān)位置是否正確,輸入電壓是否為規(guī)定值。
2)電路板通電時(shí),用萬(wàn)用表測(cè)量各檢測(cè)點(diǎn)的直流電壓值,應(yīng)在允許誤差規(guī)定的范圍內(nèi)。當(dāng)控制電位器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),直流電壓應(yīng)該在一定范圍如0~12V間變化。如果電位器沒(méi)有損壞,則電壓變化應(yīng)是平穩(wěn)的。如果以上測(cè)量數(shù)據(jù)與規(guī)定值并非一致,則該電路板可以認(rèn)為已被損壞。
3)檢查電磁鐵的配線。卸下電路板,檢查通往電磁鐵的接線是否斷路或通地。插入電路板,檢查電磁鐵接線端之間的直流電壓,根據(jù)電流調(diào)定值,其電壓應(yīng)在一定的范圍內(nèi)。如果沒(méi)有電壓或?yàn)闈M電壓則電路板已損壞。測(cè)量通過(guò)電磁閥的交流電壓,根據(jù)調(diào)定值的不同,電壓應(yīng)在指定的范圍之間;若非如此,則高頻振蕩部分發(fā)生故障。
通過(guò)以上診斷途徑,即可找出電路部分故障所在,然后給予排除。