齒輪泵代替柱塞泵功能技術分析

因受定排量的結構限制，通常認為齒輪泵僅能作恒流量液壓源使用。然而，附件入螺紋聯接組合閥方案對于提高其功能、降低系統成本及提高系統可靠性是有效的，因而，齒輪泵的性能可接近價昂、復雜的柱塞泵。 例如在泵上直接安裝控制閥，可省去泵與方向之間管路，從而控制了成本。較少管件及連接件可減少泄漏，從而提高了工作可靠性。而且泵本身安裝閥可降低回路的循環壓力，提高其工作性能。下面是一些可提高齒輪泵基本功能的回路，其中有些是實踐證明可行的基本回路，而有些則屬創新研究。 卸載回路 卸載元件將在大流量泵與小功率單泵結合起來。液體從兩個泵的出口排出，起到達到預定壓力和（或）流量。這時，大流量泵便把流量從其出口循環到入口，從而減少了該泵對系統的輸出流量，即將磁的功率減少至略高于高壓部分工作的所需值。流量降低的百分比取決于此時未卸載排量占總排量的比率，組合或螺紋聯接卸載閥減少乃至消除了管路、孔道和輔件及其它可能的泄漏。 最簡單的卸載元件由人工操縱。彈簧使卸載閥接通或關閉，當給閥一操縱信號時，閥的通斷狀態好被切換。杠桿或其它機械機構是操縱這種閥的最簡單方法。 導控（氣動或液壓）卸載閥是操縱方式的一種改進，因為此為閥可進行遠程控制。其最大的進展是采用電氣或電子關控制的電磁閥，它不僅可用遠程控制，而且可用微機自動控制，通常認為這種簡單的卸載技術是應用的最佳情況。 人工操縱卸載元件常用于為快速運作而需大流量及快速運作而需大流量及為精確控制而減少流量的回路，例如快速伸縮的起重臂回路。圖1所示回路的卸載無操縱信號作用（左位）時，回路一直輸出大流量。對于常開閥，在常態下回路將輸出小流量。壓力傳感卸載是最普遍的方案。如圖2所示，彈簧作用使卸載閥處于其大流量位置（左位）。回路壓力達到溢流閥預調值時，溢流閥開啟，卸載閥在液壓下和作用下切換至其小流量位置（右位）。壓力傳感卸載閥基本上是一個達到系統壓力即卸的自動卸載元件，普遍用于測程儀分裂和液壓虎鉗中。 流量傳感卸載回路中的卸載閥也是由彈簧將其壓向大流量位置（左們）。該閥中的固定節流孔尺寸按設備的發動機最佳速度所需流量確定。若發動機速度超出此最佳范圍，則節流小孔壓降將增加，從而將卸載閥移位至小流量位置（右位）。因此大流量泵相鄰的元件做成可對最大流量節流的尺寸，故此回路能耗少、工作平穩且成本較低。這種回路的典型應用是，限定回路流量達最佳范圍以提高整個系統的性能，或限定機器高速行駛期間的回路壓力。常用于垃圾運載卡車等。 壓力流量傳感卸載回路的卸載閥也是由彈簧壓向大流量位置（左位），無論達到預定壓力還是流量，都會卸載。設備在空轉或正常工作速度下均可完成高壓工作。此特性減少了不必要的流量，故降低了所需的功率。因為此種回路具有較寬的負載和速度變化范圍，故常用于挖掘設備。 具有功率綜合的壓力傳感卸載回路，它由兩組略加變化的壓力傳感卸載泵組成，兩組泵由同一原動機驅動，每臺磁接受另一卸載泵的導控卸載信號。此咱傳感方式稱之為交互傳感，它可使一組泵在高壓下工作而另一級泵大流量下工作。兩只溢流閥可按每個回路特殊的壓力調整，以使一臺或兩臺泵卸載。此方案減少了功率需求，故可采用小容量價廉原動機。 所示為負載傳感卸載回路。當主控閥的控制閥（下腔）無負載傳感信號時，泵的所有流量經閥1、閥2排回油箱；當給此控制閥施加負載傳感信號時，泵向回路供液；當泵的輸出壓力超過負載傳感閥的壓力預定值時，泵僅向回路提供工作流量，而多余流量經閥2的節流位置（上位）旁通回油箱。帶負載傳感元件的齒輪泵與柱塞泵相比，具有低成本、抗污染能力強及維護要求低的優點。 優先流量控制 不論泵的轉速、工作壓力或支路需要的流量大小，定值一次流量控制閥總可保證設備工作所需的流量。在圖7所示的這種回路中，泵的輸出流量必須大于或等于一次油路所需流量，二次流量可作它用或回油箱。定值一次流量閥（比例閥）將一次控制與液壓泵結合起來，省去管路并消除外泄漏，故降低了成本。此種齒輪泵回路的典型應用是汽車起重機上常可見到的轉向機構，它省去了一個泵。 負載傳感流量控制閥的功能與定值一次流量控制的功能十分相近：即無論泵的轉速、工作壓力或支路抽需流量大小，均提供一次流量。但所示方案，僅通過一次油口向一次油路提供所需流量，直至其最大調整值。此回路可替代標準的一次流量控制回路而獲得最大輸出流量。因無載回路的壓力低于定值一次流量控制方案，故回路溫升低、無載功耗小。負載傳感比列流量控制閥與一次流量控制閥一樣，其典型應用是動力轉向機構。 旁路流量控制 對于旁路流量控制，不論泵的轉速或工作壓力高低，泵總按預定最大值向系統供液，多余部分排回油箱或泵的入口。此方案限制了系統的流量，使其具有最佳性能。其優點是，通過回路規模來控制最大調整流量，降低成本；將泵和閥組合成一體，并通過泵的旁通控制，使回路壓力降至最低，從面減少管路及其泄漏。 旁路流量控制閥可與限定工作流量（工作速度）范圍的中團式負載傳感控制閥一起設計。此種型式的齒輪泵回路，常用于限制液壓操縱以使發動機達最佳速度的垃圾載卡車或動力轉向泵回路中，也可用于固定式機械設備。 干式吸油閥 干式吸油閥是一咱氣控液壓閥，它用于泵進油節流，當設備的液壓空載時，僅使極小流量通過泵；而在有負載時，全流量吸入泵。如圖10所示，這種回路可省去泵與原動機間的離合器，從而降低了成本，還減少了空載功耗，因通過回路的極小流量保持了設備的原動機功率。另外，還降低了泵在空載時的噪聲。干式吸油閥回路可用于由內燃機驅動的任何車輛中開關式液壓系統，例如垃圾裝填卡車及工業設備。 液壓泵方案的選擇 目前，齒輪泵的工作壓力已接近柱塞泵，組合負載傳感方案為齒輪泵提供了變量的可能性，這意味著齒輪泵與柱塞泵之間原有清楚的界限變得愈來愈模糊了。合理選擇液壓泵方案的決定因素之一，是整個系統的成本，與價昂的柱塞泵相比，齒輪泵以其成本較低、回路簡單、過濾要求低等特點，成為許多應用場合切實可行的選擇方案。