1.前言

隨著人們的環(huán)保意識的增強(qiáng)，在各種機(jī)械設(shè)計(jì)中節(jié)能減排的要求越來越受到重視。這些元件在使用中不僅可以減少能源消耗，減少機(jī)器的故障率，增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭力。

液壓傳動具有高動力，體積小，功率密度大，工作平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速且易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。變量泵能夠滿足泵的輸出流量與系統(tǒng)的需求能量相匹配，減少能量的損耗，所以變量泵的研究很有必要。

變量泵是指排量可變的泵。變量泵可以分為單作用葉片泵、徑向柱塞泵、軸向柱塞泵。單作用葉片泵通過改變定子與轉(zhuǎn)子的偏心距的大小改變泵的排量，改變定子和轉(zhuǎn)子偏心距的方向可以改變泵的吸、壓油口。徑向柱塞泵通過改變定子和轉(zhuǎn)子的偏心量，改變泵的排量；改變偏心量的方向可以改變泵的吸、壓油的方向。斜軸式軸向柱塞泵通過改變缸體的傾斜角度來改變泵的排量。都是通過幾何尺寸參數(shù)的改變來改變泵的排量。

2.1 恒壓式變量泵的特點(diǎn)

在系統(tǒng)壓力反饋值低于恒壓泵調(diào)定壓力時(shí)，恒壓泵可以看作定量泵，此時(shí)泵的流量為最大流量；系統(tǒng)壓力反饋值達(dá)到恒壓泵調(diào)定壓力時(shí)，就可以自動調(diào)節(jié)流量的大小，來保持壓力的不變。變量泵定壓輸出時(shí)，可以在調(diào)壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級輸出。

根據(jù)恒壓泵的性能特點(diǎn)可以知道，恒壓泵可以將油泵的輸出流量與執(zhí)行元件所需流量進(jìn)行自動匹配，同時(shí)保持輸出壓力值的基本不變；與蓄能器配合使用時(shí)，具有響應(yīng)快的特點(diǎn)，提高系統(tǒng)可控性和控制精度。

由于恒壓泵具有保壓的能力，所以常常應(yīng)用于大功率低位移的系統(tǒng)中，例如：冶金，工程機(jī)械，采礦等等。

2.2 壓力補(bǔ)償式變量泵的特點(diǎn)

常用的壓力補(bǔ)償式變量泵分為限壓式變量葉片泵和恒功率變量泵。他們都是通過內(nèi)控壓力反饋，控制變量油缸，以此保證泵在低壓條件下能夠提供大流量，高壓時(shí)提供小流量。

2.2.1 限壓式變量泵

限壓變量泵利用泵的輸出壓力與泵調(diào)定的調(diào)壓彈簧力向比較的原理。其性能特性如圖1所示，由圖可知當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到調(diào)定壓力，泵的輸出流量會自動減少，直到系統(tǒng)工作壓力達(dá)到泵的最高輸出壓力，泵的輸出流量基本為零。由此可見限壓泵的性能特性通過段斜線的斜率表現(xiàn)出來，可以通過改變調(diào)壓彈簧的剛性改變泵的特性。

限壓泵能夠在一定壓力范圍內(nèi)根據(jù)外負(fù)載的變化自動調(diào)整執(zhí)行元件的運(yùn)動速度，實(shí)現(xiàn)輕載高速，重載低速。

2.2.2恒功率變量泵

液壓功率為負(fù)載壓力與輸出流量的乘積，即。恒功率泵能夠保持功率為常數(shù)，恒功率控制要求泵根據(jù)負(fù)載壓力的變化自行調(diào)整輸出流量，使泵的輸出流量與負(fù)載所需功率匹配，使泵工作在最佳狀況，減少能源的損耗。常用的控制方式有液壓控制，數(shù)字控制。該泵在挖掘機(jī)液壓回路中應(yīng)用廣泛，不僅節(jié)省能源同時(shí)可控性好，可靠性高，體積小，還具有噪音小等特點(diǎn)。

2.3 負(fù)載敏感變量泵的特點(diǎn)

負(fù)載敏感變量泵根據(jù)泵的輸出壓力與負(fù)載壓力間的差值控制泵的輸出流量。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，通過反饋給泵信號使泵的內(nèi)部變量機(jī)構(gòu)自動進(jìn)行一定的調(diào)整以此適應(yīng)負(fù)載的壓力和流量需求。負(fù)載敏感變量泵的功率損耗很低，而且單一的泵就可以滿足多個(gè)回路的壓力—流量需求，具有良好的操作控制方式，簡單可靠，能夠滿足液壓系統(tǒng)工作的能量需求。

變量泵的工作原理都是通過調(diào)節(jié)泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，改變泵的流量或者壓力滿足負(fù)載的需求。雖然變量泵的設(shè)計(jì)目的都是為了減少能量損耗，但由于設(shè)計(jì)原理不同，控制方式的不同，所以泵的實(shí)現(xiàn)效果和應(yīng)用領(lǐng)域有一定的差異。恒壓泵常使用于需要保壓的機(jī)構(gòu)，能夠在壓力不變的情況下更節(jié)約能源；而壓力補(bǔ)償式變量泵能夠根據(jù)負(fù)載的變化改變執(zhí)行元件的運(yùn)動速度，主要應(yīng)用于要求負(fù)載變化時(shí)速度也能變化的情況；負(fù)載敏感變量泵采用負(fù)載敏感控制，能夠高效精確的控制并提供系統(tǒng)所需的液壓動力。負(fù)載敏感變量泵可以協(xié)同電子操作系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜的液壓系統(tǒng)精確、可調(diào)的能量控制，是一種理想的動力機(jī)?？梢灶A(yù)見不久的未來，負(fù)載敏感變量泵將會進(jìn)一步的發(fā)展，并更加精確的提供系統(tǒng)所需的能量，被廣泛的應(yīng)用于液壓機(jī)械系統(tǒng)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳淑敏.液壓傳動.多媒體教學(xué)/自學(xué)軟件[M] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001

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