传统压差控制型流量控制方案优化

传统压差控制型流量调节泵的基本特征是，在泵的排油口到负载之间设置一个节流阀（如手动节流阀、电液比例节流阀、电液比例方向节流阀等），用节流阀两端的压差来控制变量控制阀，进而推动变量机构（图3-34a），改变节流阀的输入信号，就可以改变泵的调定流量。实际上，节流阀两端的正常压差就等于变量控制阀一端弹簧力所对应的液压力。在一定的输入信号下，节流阀有对应的过流面积，当泵的输出流量与输入信号对应时，变量控制阀处于中位。如果出现干扰，如当负载压力升高，使实际输给负载的流量减小时，则在与输入信号对应的节流阀过流面积不变情况下，在节流阀处产生的压降就要比正常压差小，造成变量控制阀两端受力不平衡而使阀芯右移。即变量控制阀右位工作，变量缸大腔油液流出一部分，使泵的排量增大，直至通过节流阀的流量重新与输入信号对应，变量控制阀重新回到中位。如果出现负载压力降低的干扰，则有相反的类似自动调节过程，如图3-34b所示。

图3-34 传统压差控制型流量控制

a）原理图 b）特性曲线

德国Rexroth公司的FR型流量控制原理图和输出特性曲线如图3-35所示，节流阀出口的压力通过油口X连接至控制阀的右腔，泵排油口的压力则连接至控制阀的左腔，节流阀和控制阀右端的固定阻尼孔构成了C型半桥，用于调节控制阀右腔的压力。作用在阀芯上的力与节流阀的压差有关，当压差发生变化，如节流阀出口负载压力增加，造成流量调节阀右端压力增加，节流阀的压差减小，流量减小时，流量调节阀调节泵的排量，使输出流量增加并维持设定值保持不变。

传统压差控制型泵的流量控制精度虽然不高（3%～5%），而且消耗全流量时的压力损失为1.4～2.0MPa，但具有负载功率适应、结构简单及易于构成压力与流量的复合控制等优势，目前仍然得到广泛的应用。

图3-35 FR型流量控制原理图和其输出特性曲线(www.xing528.com)

a）原理图 b）输出特性曲线

图3-36 美国Park公司生产的PV泵的FFC控制原理图和特性曲线

a）原理图 b）特性曲线

在工程应用中应该特别注意这样两个问题：第一，原理图上的节流阀，实际上就是系统中进行流量控制的电液比例方向阀或手动比例方向阀。构成系统时，只要将比例方向阀后的负载压力引到恒流量泵上预留的通向变量控制阀端面的接口即可。第二，在复合控制变量泵中，常用排量的变化代替流量的变化。

通过增加一个节流孔（直径为0.8mm）和一个压力先导阀可增加压力调节功能，如图3-36a所示的美国Park公司生产的PV泵的FFC控制功能。基于流量调节和压力调节的相互影响，从图3-36b所示的曲线可以看出实际输出的压力调节曲线与理想的压力调节曲线有些偏差，这一偏差直接取决于压力先导阀的特性。如果希望准确地限制压力，为了消除相互间的影响，可以使用两个分开的调节阀用于流量调节和压力调节，参见德国Rexroth公司的DFR型控制。