力士乐液压泵——四种泵控方式的能效对比

发布时间:2024-8-30 12:03:23|来源: 力士乐/Rexroth

一、定量泵+溢流阀系统

  这是一种最基础,也是成本最低的液压泵系统,因为泵的排量固定,原动机转速不变情况下,输出流量固定;一部分流量驱动负载,多余的流量通过溢流阀回到油箱,而溢流阀始终处于溢流状态。因此定量泵系统会全流量输出,并且保持设定的最高压力,是一种高压全流量的状态。

  其能效图如下,流量与压力差的乘积即为功率,有用功率为黄色部分,其能量用于驱动负载做功,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回油箱,转化为热量;另一部分为节流损失,在节流阀上的压力差越大,能量损失越大。

  虽然定量泵+溢流阀系统的能效差,但因为成本低也有不少场合使用。特别是多个负载压力比较接近,且流量需求也比较接近的场合,能够很好匹配泵的排量及溢流阀压力设定的情况下,能量损耗也可以得到很好控制。

  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。正常情况下,恒压变量泵系统待机时处于高压小排量,其理想的工作区间是在P-Q曲线向下的那一段(PC压力设定区间),在这一段区间里,其泵的排量会根据系统需要自动调节,从而只输出负载所需要的流量,没有多余的流量浪费,但压力维持在PC设定值上。

  相对定量泵系统,因为恒压变量系统只输出负载所需要的流量,因此没有溢流损失,仅有节流损失,其更加节能。

  恒压变量系统待机时在整个管路系统中保持高压,某些对响应要求高的应用场合比较适用。而因为具有最高压力控制的作用,也常用于液压系统压力切断保护。

  三、负载敏感变量泵系统

  采用负载敏感变量泵的系统,泵输出流量会根据负载需要自动调节,只输出负载需要的流量,从而没有多余的流量浪费。而负载的压力通过负载敏感阀反馈到泵上,泵的输出压力只比最大的负载压力稍大,大的程度由泵上的压差阀决定,一般为20——30bar。

  与恒压泵系统相比,负载敏感系统的输出压力与负载压力之间的压力差保持恒定,只高出一点点(20——30bar)。没有溢流损失,节流损失变得更小,从而也就更加节能。

  工程机械中,通常都采用负载敏感系统,节能效果好,燃油经济性能够得到保障。

  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。

  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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