DP型同步变量控制：优化策略

在大型系统中，经常使用很多泵，为了保证所有泵的同步工作，可采用具有同步控制变量机构的泵。A4VSODP泵是一种可并联使用的恒压控制泵。如图3-29所示，并联使用时，各泵头阀的X_D口（在节流阀5上）同时连接至外部远程溢流阀4，通过该远程溢流阀4调定相同的泵出口压力。泵工作时，在满足执行机构对流量需要的同时保证压力恒定。

图3-29所示为德国Rexroth公司开发的DP控制原理图，具有以下优点。

1）所有的泵同步变量。

2）一个先导控制阀设定所有泵的恒压点。

3）所有的泵都是同样的结构、同样的设定、同样的参数。

4）负载分布均匀，提高泵的使用寿命。

5）使用切断阀，可以从主系统中切断或接通任何一个泵；泵主油路上的单向阀可以将该泵从系统中隔离开。

这种控制方式极大地提高了系统组合的自由度和操纵性能，可以方便地进行流量切换和参数设定，同时可以大幅度地提高系统的可靠性，已经在钢铁行业等可靠性要求较高的场合获得了广泛应用。

图3-29 DP型控制原理图

1—变量泵 2—控制阀 3—过渡块 4—远程溢流阀 5—节流阀 6—卸荷阀（若安装了此阀，同时要安装单向阀7） 7—单向阀

DP型变量控制系统主要由变量泵1、控制阀2、过渡块3、远程溢流阀4、节流阀5、卸荷阀6和单向阀7组成。停机时，在变量活塞内弹簧的作用下泵处于最大排量状态。远程溢流阀4设定好泵出口压力后，负载压力在未达到设定值时，泵一直工作在最大排量状态（卸荷阀未卸载的情况下）；当负载压力升高到设定压力值时，远程溢流阀4开启溢流。此时，由于节流阀的节流作用，控制阀2前后产生压差，控制油经过控制阀2进入变量活塞的大腔，泵斜盘向小排量回摆，直到泵出口压力达到设定值。此时，在满足执行机构对流量需要的同时，保证压力恒定。其调节工作原理如下：

1）多台泵采用一只溢流阀作为可变液阻，如图3-29所示（这些泵与常规液压泵并联合流后，必须用一个溢流阀来统一控制压力，各泵原来的溢流阀改为安全阀）。要求从油口X_D到远程溢流阀4之间的管子应大致一样长，保证各泵的变量控制压力尽量一致。

2）节流阀5是一个取压液阻，节流产生的压力被引到恒压阀的弹簧腔，与弹簧一起构成恒压阀的开启阻力，以增大泵进入恒压区运行后的压差Δp。随着泵斜盘摆角的逐渐减小，节流阀5的节流开口也逐渐变小，液阻增大，取压压力即作用于恒压阀弹簧腔的液压力逐渐增大。可见，节流阀5的作用及其所产生的液压力的变化规律与在恒压阀弹簧腔再增加一个弹簧等效。节流阀5用来保证控制阀2弹簧端控制力的变化，实际上与泵的排量成比例。直径为0.7mm的液阻和节流阀可变液阻并联形成压差Δp₁，在泵排量变化时，能够改变节流面积，即改变Δp₁。排量大，Δp₁减小，排量减小则Δp₁增大。节流阀5的开口状态和变量斜盘的位置成比例，确保了每个泵都能够处于相同的工作状态。节流阀5起到变量泵在变量过程中互不干扰、同步变量的作用。

3）所有泵的Δp₁与Δp₂之和不变，Δp₁和Δp₂含义如图3-30所示。这是因为泵组用同一只溢流阀调压，使用同一个压油口，已回到零位的泵的Δp₁值比较大，处于最大摆角的泵的Δp₁值比较小，所以处于最大摆角的泵的Δp₂值比较大，Δp₁与Δp₂之和不变。Δp₁、Δp₂都是变化的。加在恒压阀阀芯上的力F_f也是变化的。可以理解为，加在电路两端的电压不变，一个是固定电阻，另一个是可变电阻。可变电阻变化了，则这两个电阻上的电压要重新分配。

由于Δp₁变化，则Δp₂也就朝相反的方向变化。相当于改变了控制阀2弹簧腔的受力。这相当于一个B型半桥，当可变液阻即节流阀的阀口面积改变时，加在控制阀上的控制油压力也会发生改变，如果控制阀2弹簧腔的受力不变，则Δp₁是影响泵排量发生变化的唯一原因，如图3-30所示。其中：(www.xing528.com)

Δp₂X_A=F_f （3-1）

式中 Δp₂——控制阀上端阻尼器两端的压差；

X_A——控制阀2的阀芯面积；

F_f——作用在控制阀2右端的液压力。

4）控制阀2弹簧腔的受力改变了，相应的泵的排量也就发生变化。Δp₂可变，阀芯位置也要变。

举一个例子，假设两个并联的泵都在恒压区工作，但一个排量大，一个排量小。分析排量大的泵的变化情况：排量大，则Δp₁减小，Δp₂增大。控制阀2弹簧腔受力增大，则液压泵排量要减小，直到两个泵排量相等达到平衡。

图3-30 DP型控制阀芯受力关系

如果控制阀2弹簧腔的受力不变，则Δp₁是影响泵排量发生变化的唯一因素。

DR型控制与DP型控制的压差Δp不同，如图3-31所示。DP型控制压差的增高是为了保证同步而做出的牺牲，增大压差Δp的目的是增大调整误差的范围，降低泵组的调整精度，可使泵组的同步运行调整更加容易实现，并可以增强泵组的抗干扰能力。

图3-31 DR控制与DP控制的工作曲线

a）DR控制 b）DP控制

若在图3-29中的M_st油口连接一只卸荷阀6，则可实现从主系统中任意切断或接通任何一个泵的功能。