液压闭式系统分析

和寻常的开式液压系统相比,液压闭式系统有着独特的优势。

液压闭式系统不仅其回路的能源消耗量较低,而且其结构紧密程度较高,可以轻松做到无级变速,在工程机械液压系统中,液压闭式系统在业内有着十分普遍的运用。本文主要阐述了液压闭式系统的特征及其优势。

液压闭式系统的简介

液压系统按照工作媒介的循环方法划分成开式系统和闭式系统。在开始系统中,泵会将液压油自油箱向外输出,通过相关控制组件将其通过相关管道输送至目标元件,回油也会通过该控制组件来运行。而闭式系统内,泵的输送油口与相关组件的输送油口进行连接,使液压油在多个执行组件和泵之间循环输送。通常能见到的挖掘机、起重机等机械设备的执行机构中都会运用到液压系统,这些设备的结构相比较为简单,油箱也有散热设计,并且整个构造的成本也较低,一般都会选择定量泵以及单向变量泵等,利用节能阀和变向阀来做到变速,通常以马达以及油缸作为执行组件。

液压闭式系统的原理

图1便是一个景点的液压闭式系统的回路图,其中A和B两个油口直接与执行组件以及马达进行连接,马达的换向直接利用液压泵的斜角进行调整,以此来对两个油口的出油方向进行控制,进而控制马达的旋转方向。其优势便是能够降低控制组件的节流损失,尤其是在流量较高时,节能作用最为明显。在整个闭式液压系统中,

理论上泵输送到马达和马达返回至泵的液压油是一致的,不过实际情况下却并非如此,因为马达与泵在运作过程中都会在多个部位产生摩擦,而这些摩擦都需要进行润滑,同时还可能会出现泄漏的现象,泵的伺服控制组件也必须要用到液压油,因此这也直接决定了泵输送至马达和马达返回的液压油无法保持一致。所以,针对这种情况也设计了相关补油泵来补充液压闭式系统在运作过程中消耗的液压油。因为闭式系统的盖亚出油口的压力可以高达43MPa,并且A和B两个出油口必须按照实际情况来进行灵活的调整,转变成高压输油口或是低压的回油口,所以也设计了一定的功能阀,使其发挥安全阀以及补油的作用,而补油的压力值通常为2.5MPa,而补油泵还可以为伺服控制系统供给能源。补油泵的压力值根据补油的溢流阀来进行调整,由于闭式液压系统中的液压油始终处于封闭式的循环状态,所以液压油在散热方面便面临着很大难度,并且其中的一些颗粒物等排出较为困难,因此在液压马达中也加入了回路冲洗阀,冲洗阀中配备梭阀,并且冲洗溢流阀和梭阀低压面相连接,不会对闭式液压系统的正常运作造成影响,之后利用节流口来设置冲洗的液压油量,一些液压油从系统中流出后,经过相关处理的液压油便会利用补油泵来进行补充
,如此一来,在不影响液压闭式系统正常运作的情况下可以有效地对液压油进行过滤及散热。

液压闭式系统分析

液压闭式系统的优势

表1为SAUER-DANFOSS的闭式系统泵和开式系统泵的相关数据对比,由此能够直观地看出液压闭式系统的优势。而造成液压闭式系统与开式系统的这种差异的主要成因便是这两种系统的运作原理存在差异。在压力方面由于液压开式系统主要自液压油箱中对液压油进行抽出并运送,在抽油的过程中会产生一定的负压力,而这种负压力会使滑靴底部油膜出现空吸的现象,同时负压还会对柱塞施加一定的力,正常情况下滑靴不会与斜盘连接,在柱塞中自吸油区移动到压油区时会产生一定的冲力,这也导致了降低液压开式系统的压力值。而液压闭式系统则能够刚好解决了液压开始系统的缺陷,液压闭式系统的进油点具有大概2.5MPa的补油压力,而液压油通过压力被输送至活塞缸体,滑靴地面就算是处于吸油区也会保证压力油膜的稳定。并且,因为柱塞一直在压力的作用下固定在斜盘中,所以柱塞会紧贴斜盘,不会与回程盘进行连接,所以也不会对回程盘造成影响,而滑靴也不会方面也不会出现远离斜盘进而在移动到压油区在冲力的作用下出现损伤,因此液压闭式系统相对来说不仅效率更高,稳定性更强,而且还可以经受更加高额的压力。

在转速方面,液压开式系统因为其中回程盘会被吸油口的负压力所影响,并且因为柱塞也会随着斜盘的活动出现回返活动的现象。当转速不断提高的过程中,其中的惯性影响也越来越大,同时对于回程盘的影响也越来越明显,这也极大地降低了液压开式系统的转速。而液压闭式系统的进油方式是通过压力作用来实现的,而滑靴不会影响到回程盘,并且充油所产生的压力还可以降低柱塞往返活动的惯性力,这也能够保证回程盘在被液压开式系统同样的力的作用下,最大转速明显高于液压开式系统的转速。

液压闭式系统分析

综上所述,液压闭式系统与液压开式系统相比有着自身独特的特征以及优势,而这些优势也使得液压闭式系统在工程机械设备中的运用越来越广泛。因此,在液式系统运作过程中,要对其进行有效并规范地运用,并充分保护液压闭式系统中的马达和泵等液压组件,使其能够发挥应有的作用。

文章来自 《科技创新》 原创作者 吴勇 田明飞


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