LRGF型控制系统及其优化方法

LRGF型控制泵是在LRF型控制泵的基础上增加了一台方向阀4和一台溢流阀5，可以实现远程调压，如图3-88所示。

泵内部的变量机构主要由流量控制阀1、恒功率控制阀3、恒压控制阀2、差动缸等部分组成。在X口装有一φ0.8mm的阻尼孔，Y口接远程控制阀，这种控制方式具有远程压力控制、待命控制、恒功率控制和流量控制功能，控制的优先权依次是压力、功率、流量。

图3-88 LRGF型控制结构简图及泵的工作原理

1—流量控制阀 2—恒压控制阀 3—恒功率控制阀 4—电磁换向阀 5—溢流阀 6—节流阀

流量控制阀1的作用是维持节流阀6的前后压差为一个恒定值，通常为1.4MPa。根据流量压力公式，如节流阀6的前后压差恒定，则流量恒定。改变节流阀开口面积的大小，就可以改变流量。其工作原理为：

待命控制：当机器起动、液压缸或马达即将运转，即电磁换向阀4处于当前位置时，流量控制阀1右侧弹簧腔压力接油箱，此时油液的压力作用于流量控制阀的左端，当油液压力达到1.4MPa时，压力克服弹簧的预紧力使流量控制阀的阀芯向右移动。在其右移过程中，滑阀打开了一个通道，于是液压泵输出的压力油通过恒压控制阀2右位进入斜盘倾角控制活塞腔，克服控制活塞复位弹簧力使液压泵内斜盘回程至一个零排量附近的倾角，系统处于低压待机工况。在低压待机状态，液压泵只需提供足以补偿内部泄漏的流量，以维持作用于压力流量补偿器控制滑阀左端近似1.4MPa的等待压力。

恒功率控制阀3优先于流量控制阀动作。如果压力改变，导致流量×压力超过恒功率控制阀设定的功率，恒功率控制阀调整流量，保持流量×压力=恒定值。流量控制阀则处于右位，不起作用。

恒压控制阀2又优先于恒功率控制阀3动作。当泵出口压力达到设定值时，该阀处于左位，直接把泵的排量减到最小，减少过载时的功率消耗，此时流量控制阀1和恒功率控制阀2都不起作用。(www.xing528.com)

这种泵具有恒功率、恒压力、恒流量的特性，图3-89所示为其静态特性曲线。从图3-89可以看出，根据输出压力的不同，LRGF变量泵的工作区间可分为恒定流量段（a—b）、恒功率段（b—c和c—d）和恒压段（d—e），这三段分别由泵内部各阀来控制，调节原理分述如下。

（1）恒定流量段（a—b） 如图3-88所示，当负载压力p_c低于恒功率控制阀3的开启压力时，恒功率控制阀3处于关闭状态，无流量通过，即q_f=0。流量控制阀1的阀芯两侧压力p₀=p_c，在弹簧力的作用下处于右位，变量缸中的压力p_d=0，此时变量机构推动泵的斜盘处于最大倾角（由调节排量的限位螺钉来调定），泵处于定量工作段。

（2）恒功率段（b—c—d） 当负载压力升高到p_c能克服恒功率控制阀3的弹簧预紧力时，恒功率控制阀3打开，由于有流量q_f通过，于是p_c＜p₀，当恒功率控制阀3开启到一定值，由压差（p₀-p_c）在流量阀控制1左端的作用力克服右端的弹簧预紧力时，流量控制阀1处于左位，有流量经恒压控制阀2和节流孔B₀流向泄漏油口L，因此p_D＞0，此时泵变量机构进入恒功率段。由于p_D的作用，当活塞作用力F_D＞F_d时，推动斜盘倾角θ_c变小，泵的排量也随着变少；在此同时，通过变量缸的机械反馈，使恒功率控制阀3的弹簧（一大一小）预压力等效地增大，从而在泵的斜盘与恒功率控制阀3的先导阀之间形成了一个位移（角度）-力的负反馈，最终使斜盘倾角θ_c稳定在某一个平衡角度上。由于弹簧力与位移成正比，所以b—c是直线；当工作到c点时，小弹簧起作用，刚度增大，故变量泵在c—d段工作。

（3）恒压段（d—e） 当p_c高于恒压控制阀2的弹簧预紧力时，恒压控制阀2工作于左位，此时进入恒压段。由恒压控制阀2直接控制变量缸，由于恒压控制阀2先导级的弹簧刚度小以及阀芯直径大，这样很小的负载压力p_c变化可以获得很大的流量增量，其效果近似于恒压。

（4）远程调压 LRGF控制的泵可实现远程调压 溢流阀5用于远程压力控制，当电磁换向阀4接通时，左位工作，恒功率控制阀3的控制腔接到溢流阀5，当系统压力达到溢流阀5的设定值时，溢流阀5开启，此时在压力油作用下，流量控制阀1左位工作，推动变量活塞向最小排量方向运动，泵几乎无流量输出，泵的压力维持在溢流阀5设定的压力。

电磁换向阀4断电时油口Y相当于直接接油箱，这相当于泵处在卸荷状态，此时泵的排量和压力最低。在起动时可以通过电磁换向阀4断电，实现泵的无载起动。

图3-89 LRGF型双弹簧功率控制静态特性曲线