Linde HPVHE1A型闭式泵电液变量调节优化方案

HPV-02HE1A排量自动控制是指利用发动机转速变化控制泵的排量。该泵配置有两台比例电磁铁。泵响应控制器的信号指令，将车辆电子控制系统的灵活性和液压泵的高可靠性结合起来，具有控制精准、操作简单的特点。

Linde HPV HE1A型闭式泵调节原理如图3-115所示。调节原理如下：

（1）机械零位 发动机不转动时，斜盘2依靠机械力回中。作用在变量柱塞6、7外面的两个弹簧1将斜盘2保持在中位，这就是所谓的机械零位。如果比例电磁铁（M_y和M_z）不通电，在开机瞬间，泵零排量运行。机械零点在泵装配时调定，外部不可调。

（2）液压零位 发动机驱动主泵时，如果电磁铁M_y和M_z都不通电，或者泵驱动转速低于起调转速，尽管HE1A变量机构油路K₂中有了控制油压，但因初级柱塞3没有位移，先导阀阀芯5处于中位，变量柱塞6，7均承受控制油压K₂，斜盘保持在中位，主泵没有流量输出。这就是通常所说的液压零点。

如果初级控制柱塞3没有位移时先导伺服阀5的阀芯不在中位，当发动机转动时，控制压力K₂加在变量柱塞6或7上，斜盘产生一定摆角，无论M_y或M_z是否通电，主泵均有流量输出（液压零点飘移），这会影响设备的正常使用。

（3）补油回路 当发动机转动时，如果斜盘处于中位，泵的工作柱塞没有轴向移动，主泵不输出油液；补油泵4同时被驱动，从油箱吸油，并从A（F）口输出压力油。当油温过低或过滤器堵塞导致补油泵出口压力过高时，冷起动阀10开启，使该油路的压力不超过补油溢流阀8的设定值。补油泵4的输出流量通过精度为10μm的过滤器9进入主泵的控制和补油回路。节流孔D₃的上游K₁与截断阀13连接，其压力可在测压点X₂处测得。同时节流孔D₃的下游分别通过K_2b和K_2a与截断阀13和减压阀18连接；K_2a还与高压溢流阀和补油单向阀的组合11、12相接，向主油路低压侧补油。补油泵的排量与主泵排量相匹配，确保有一小部分油液通过补油溢流阀8卸荷，使K₂始终维持在补油溢流阀10的设

图3-115 LindeHPVHE1A型闭式泵调节原理

1—弹簧 2—斜盘 3—初级控制柱塞 4—补油泵 5—先导伺服阀 6、7—变量柱塞 8—冷起动阀 9—过滤器 10—补油溢流阀 11、12—高压溢流阀和补油阀总成 13—截断阀 14—E1调节装置 15—预加载阀（在图中未显示） 16、17—比例电磁阀 18—减压阀 19—溢流阀 20、21—反馈柱塞

P、S—高压油口 B—补油泵吸油口 A—补油泵压力油口 F—补油/控制压力进油口 T、A_H—接油箱 M_s、M_p—高压油口压力表接口 M_sp—补油压力测量口 M_L—测压口/微动油口 M_t—温度测量口 L、U—泄漏（注油、排气）油口和从马达返回的冲洗油口 Y、Z—先导变量压力测量口 X₁—变量马达先导控制压力引出口 X₂、X₃—测压口

定值，从而保证控制油路的供油压力和主油路补油压力不变。(www.xing528.com)

补油泵4是定量泵，它的输出流量与转速成正比。转速越高，补油泵输出流量越大，D₃两端的压差Δp也越大（Δp作用于截断阀13的两侧）。自动控制泵正是基于这一关系将主泵排量与发动机转速相关联。

（4）主泵变量过程 当发动机转速等于怠速时，D₃两端的压差Δp不足以推动截断阀13阀芯左移，K₃经减压阀18回到主泵壳体。当驱动转速达到泵的起调转速（大约1100r/min）时，D₃两端的压差Δp升高使截断阀13切换，K₁压力达到K₄处（对应起调点，测压点X₁的压力大于0.3MPa）。此时Δp作用在减压阀18两端，减压阀（限制K₅最大压力，间接控制主泵最大排量）其入口压力为补油溢流阀8的设定压力K_2a，输出压力K₃的大小与Δp成正比，比例关系大约为6∶1，因此减压阀18的实际功能为一个压力放大器。

M_z或M_y通电，K₅压力经比例电磁阀16或17达到初级控制柱塞3的一侧。随着发动机转速的提高，K₅压力继续升高，克服初级控制柱塞3弹簧预压力后，初级控制柱塞3通过变量拨杆带动先导伺服阀5的阀芯偏移，将K₅的控制油引入变量柱塞6或7，推动斜盘2偏转，主泵开始输出流量。斜盘2偏转的同时，带动先导伺服阀5的阀芯向反方向移动。如果发动机转速保持一定，先导伺服阀5的阀芯将很快恢复到中位，变量柱塞6、7再次同时承受控制油压K₂，斜盘停止偏转，主泵排量保持在与K₅压力对应的位置。

一般K₅从0.3MPa变化到0.9MPa，对应主泵斜盘摆角从0°摆到最大角度21°，溢流阀19限定先导控制压力K₅的最大值。通过调节溢流阀19的溢流压力，可限定主泵的最大排量。

初级控制柱塞3两端弹簧的预压力决定主泵的排量起调点（车辆的起动点）。除了主泵的自动控制外，还可将控制压力K₃从X₁口引入HMV-02变量马达的控制油口，使马达排量也随发动机转速变化而变化。一般当控制压力K₃从0.8MPa变到1.4MPa时，HMV-02H1液控无级变量马达的排量从最大变到最小。马达起调压力与泵的变量控制压力有0.1MPa左右的重叠，保证车速变化的连续性。通过选用不同的阻尼孔D₃，可改变K₅压力（对应主泵排量）与发动机转速间的关系。如果马达排量不参与自动调节，一般设置成发动机转速为额定转速时，主泵达到最大排量（没有高压反馈时）。

（5）高压反馈（防止过载导致发动机熄火） 行车阻力所引起的高压同时反馈到泵变量装置，阻止斜盘摆角增大。HDP（HDS）高压油路的压力信号反馈到主泵变量机构上的反馈柱塞20、21上，其作用方向与先导控制压力K₅加到初级控制柱塞3上的方向相反，以降低主泵排量，防止发动机过载。

初级控制柱塞3和反馈柱塞20、21设计原则：高压反馈作用后，发动机提供的转矩仍略小于主泵需要的转矩，因此调整过程为：高压反馈—发动机载荷降低但仍略有过载—转速下降—控制压力K₅下降—斜盘的摆角减小—主泵需要的转矩减小—发动机产生的转矩与主泵吸收的转矩匹配。

不同功率的发动机对应的初级控制柱塞3与反馈柱塞20、21的面积比不同。因此HElA变量控制块不具有通用性。

（6）微动功能（微动阀不含在主泵总成中，需客户自行解决） 微动阀可以是一个可变节流阀，接在HE1A变量控制块的M_L口和油箱之间，通过调整其开度在K₃范围内任意调节K₅压力，进而降低主泵排量（最小可到零排量）。这一功能使驾驶人可以参与主泵排量变化特性的调整，改变发动机转速与主泵排量的对应关系。微动功能在实际系统中有两个用途：①在维持车辆低速行驶的同时，提高发动机输出功率供给其他工作装置；②用于对车辆行驶速度要求精确的场合。

（7）高压回路 根据斜盘摆角方向不同（M_y或M_z通电），液压油从P口（S口）输出，建立高压。补油泵4输出油液通过高压溢流和补油阀总成11（12）向主油路的低压侧补油。当P口（S口）压力超过高压溢流阀和补油单向阀总成12（11）的设定值时，高压溢流阀和补油阀总成12（11）的溢流液压油经过高压溢流阀和补油阀总成11（12）进入低压侧。由于HDP（HDS）油路高压反馈的作用，主泵斜盘摆角已被减小，通过高压溢流阀的溢流量不大。