工程機械_挖掘機液壓泵故障_控制原理

    大字挖掘機(DH220、280等型號)所用液壓泵為K3V系列斜盤式軸向柱塞泵，其結(jié)構(gòu)為通軸型的雙聯(lián)柱塞泵，后接齒輪泵用作輔助泵，為遠程控制等提供動力。主泵由可變量柱塞泵和控制排量的調(diào)節(jié)器組成。前、后主泵各配置一個調(diào)節(jié)器，分別控制前、后泵排量的變化。通過調(diào)節(jié)器可實現(xiàn)恒功率控制、改變功率設(shè)定值和流量的控制。

液壓泵控制原理

如圖C所示為主（前）液壓泵排量調(diào)節(jié)原理圖，后泵控制原理與前泵相同。差動缸1用于推動泵斜盤傾角變化，伺服閥2用于控制變量活塞的運動方向，而伺服閥的換向則受流量控制活塞和功率控制活塞的控制。p₁為泵本身輸出的液壓油的壓力，p₂為另一泵的輸出壓力，p_f為輔助泵輸出的油液壓力，p_f1為經(jīng)電磁比例減壓閥輸出的二次壓力，p_i為多路換向操縱閥中央回油通道的背壓。主液壓泵排量調(diào)節(jié)過程如下。

    ①流量控制  差動缸小腔始終通過輔助泵或主泵（二者中壓力較高的）輸出壓力油，差動缸大腔通過伺服閥可與主泵輸出的壓力油接通或與油箱接通。在非作業(yè)狀態(tài)，多路換向閥處于中位，主泵輸出的油由中央回油通道經(jīng)背壓閥回油箱，背壓閥前產(chǎn)生一定的背壓p₁，具有戶，壓力的油液產(chǎn)生的壓力克服流量控制活塞右端的彈簧力，流量控制活塞向右移動的同時推動伺服閥換向，伺服閥處于左位工作，主泵輸出的油（壓力約為p₁）進入差動缸大腔，差動缸向右移動，斜盤傾角減至最小（但不為零，由限位螺釘調(diào)定），反饋機構(gòu)也同時將伺服閥撥回中位，此時主泵輸出壓力較低（為p₁）、排量較小，泵處于卸荷狀態(tài)，而發(fā)動機又可進入自動怠速狀態(tài)，節(jié)約了燃油消耗；當(dāng)多路換向閥換向時（發(fā)動機會自動由怠速變?yōu)樵O(shè)定運轉(zhuǎn)速度），多路閥中央回油通道被切斷，沒有油液通過背壓閥，背壓閥前壓力p_i變?yōu)榱悖髁靠刂苹钊謺趶椈闪Φ淖饔孟孪蜃笠苿樱瑤铀欧y處在右位工作，差動缸大腔油液通油箱，差動缸向右運動，斜盤傾角變大，當(dāng)斜盤角最大時通過反饋機構(gòu)使伺服閥回到中位，而后便可根據(jù)負載情況由功率控制機構(gòu)進行功率調(diào)節(jié)。

    ②恒功率控制  功率控制活塞所受向右的液壓力是作用于面積A₁、A₂、A₃液壓力的和，而向左的力為彈簧力和功率設(shè)定活塞（面積為A4）的液壓力之和。則功率控制活塞的受力平衡方程為：

                  p_f1 A₁ +p₂A₂ +p₁A₃ =kx₀ +p_f1A₄                  (7-1)

式中k——彈簧的壓縮系數(shù)；

    x₀——彈簧的預(yù)壓縮量。

    液壓力的作用面積和彈簧壓縮系數(shù)為常量，功率設(shè)定后，p_f1和x₀亦為定值。當(dāng)泵自身的排油壓力p₁或另一個泵排油壓力p₂上升時，功率控制活塞所受向右的力增加，平衡被打破，功率控制活塞向右移動，彈簧的壓縮量加大后建立新的平衡，主液壓泵的壓力越高則控制活塞的位移量越大。控制活塞向右移動會帶動伺服閥芯向右移動，差動缸大腔通主泵輸出的壓力油，差動缸向右移動，使泵的斜盤傾角自動減小，泵的排量也隨之減小。把泵的輸入扭矩控制在規(guī)定值以下，使泵在該壓力狀態(tài)下所需功率與發(fā)動機的輸出功率相匹配不使發(fā)動機過載，差動缸移動時反饋機構(gòu)使伺服閥回到中位。這樣不同的p₁、_p2壓力值便對應(yīng)著不同的排量。同理，當(dāng)p₁、p₂減小時泵的排量向大的方向調(diào)節(jié)，增加作業(yè)速度。總之通過恒功率控制可實現(xiàn)工作機構(gòu)的輕載高速、重載低速的控制，充分利用發(fā)動機的輸出功率，提高作業(yè)效率。

    ③功率設(shè)定  調(diào)節(jié)器上設(shè)置了電磁比例減壓閥5，改變比例減壓閥輸入電流值指令，可改變功率的設(shè)定值。電磁比例減壓閥的二次壓力油被引至調(diào)節(jié)器的功率控制機構(gòu)，由于A₄>A₁，如果改變比例減壓閥的二次壓力值p_f1，就可改變平衡方程的平衡點，使功率控制活塞開始移動時的主泵壓力p₁和p₂發(fā)生變化，即泵的功率設(shè)定值發(fā)生改變，以根據(jù)作業(yè)條件、操作指令使發(fā)動機獲得最佳運轉(zhuǎn)狀態(tài)（設(shè)定了發(fā)動機在不同作業(yè)條件下的功率輸出值），工作機構(gòu)獲得最佳作業(yè)速度。

    通過上述分析可知，挖掘機雙聯(lián)液壓泵的液壓功率之和應(yīng)與發(fā)動機輸出功率相匹配，當(dāng)負載變化時兩個泵的排量應(yīng)同時進行調(diào)節(jié)，否則，挖掘機將不能正常工作。