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，滑靴支撐在斜盤平面上，斜盤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。

柱塞滑靴被壓盤緊貼在斜盤上，壓盤可隨軸旋轉(zhuǎn)并隨斜盤一起改變擺角。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，以指示推力角度。

搖桿斜盤軸線、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。

通過斜盤可改變主泵排量，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，無需額外溢流油路。來自順序閥的油液進(jìn)入葉片執(zhí)行器，產(chǎn)生伺服信號(hào)。

在過載時(shí)，關(guān)閉側(cè)的執(zhí)行器承受2倍伺服壓力，而開啟側(cè)則維持在伺服壓力，從而改變泵排量以防止超過最大調(diào)定壓力，必要時(shí)可跨越中位。典型的壓力補(bǔ)償器過載響應(yīng)為0.05s。

在過載時(shí)，有最小的壓力過量和油液發(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)。如果沒有電壓或?yàn)闈M電壓則電路板已損壞。測(cè)量通過電磁閥的交流電壓，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。

通過以上診斷途徑，即可找出電路部分故障所在，然后給予排除。