高压自动控制器HA型优化方案

在与高压有关的自动控制中（图5-5），排量的设定值随工作压力的变化而自动改变。此种变量方式，当A或B口的内部工作压力一旦达到控制阀调压弹簧的设定压力值时，液压马达的排量由最小排量V_gmin向最大排量V_gmax转变，此种控制方式应用最广。控制起点在最小排量V_gmin位置（最小转矩，最高转速），控制终点在最大排量V_gmax位置（最大转矩，最低转速）。

图5-5 HA型高压自动控制原理图

a）HA1型 b）HA2型

A6VMHA控制标准型有两种控制方式供选用，即无压力增量HA1型和压力增量Δp=10MPa的HA2型。

无压力增量可以看成是恒压控制，在最小排量和最大排量时的压力增量≤1MPa，由图5-5a可知其特性曲线可近似为水平线，如图5-6a所示。压力增量Δp=10MPa的HA2型的特性曲线如图5-6b所示，控制过程随压力增加排量也增加，即压力从控制起点p₁（排量为V_gmin）增加到p₁+10MPa时，其排量为V_gmax。比如从Vgmin（7°）变至V_gmax（25°）时，压力升高10MPa。

有两种标准结构：控制起点在V_gmax位置（最小转矩、最高转速）和控制起点在V_gmin位置（最大转矩、最低转速），控制起点的控制压力在8～35MPa之间可调。

假设马达的回油压力为零，由图5-6所示曲线可知：

V=kp+c（5-1）

式中 V——马达的实时排量（mL/r）；

p——马达的实时压力（MPa）；

V_smin、V_smax——设定模式下马达排量的最小值和最大值（mL/r）；

p_smin、p_smax——设定模式下马达排量变化的起调压力和终点压力（MPa）；

c——常数。

图5-6 HA型高压自动控制特性曲线

a）HA1型 b）HA2型

将起调点的压力和排量值（p_smin、V_smin）代入可得(www.xing528.com)

因此得到HA马达的输出转矩为

式中 _ηmh——马达的机械效率。

由于马达输出转矩正比于系统压力的平方，所以输出转矩增高一定数值，系统压力仅升高一个较小值，因此HA马达具有较高的适应负载变化的能力。

事实上，马达的最小设定排量不会从零排量开始，一般不会低于全排量的30%，也就是说马达从最小排量变化到满排量的起始压力和终点压力之差最多不会超过7MPa。

HA马达的起点压力为8～35MPa，终点压力为18～40MPa，可以在图5-6中任意两点之间建立一条斜率相同的控制曲线作为马达压力和排量的控制特性曲线，这样一旦起点压力设定，终点压力也就确定了。

普通的HA马达起点压力是由液压件供应商出厂前设定的，出厂后一般不允许变动，这就使得马达对具体工况的适应性变弱，一种改善的方法是使用HA.T马达来实现起点控制压力的实时可调。

HA.T马达是在HA马达的基础上增加一个控制油口X（即具有优先控制功能）而成的。X油口为外部先导压力辅助控制，外部先导压力p_X可以减小HA马达的起点控制压力p_min，使HA马达的控制特性曲线向下平移。

p_X和p以加权相加的方式形成最后的控制压力p′，马达排量与p成线性关系。用公式可以表示为p′=p-kp_X，k一般为13或者17，即0.1MPa的先导控制压力可以使起点控制压力降低1.3MPa或1.7MPa。这种系统压力与外部先导压力复合控制的方式扩大了原HA马达的工作压力区间，从而弥补单一HA型液压控制对特殊工况适应性差的缺点。

例如：变量机构起始变量压力设定为30MPa，先导压力（X口）为0时变量起点在30MPa。先导压力（X口）为1MPa时变量起点（k取16）在14MPa（30MPa-16×1MPa=14MPa）。

带有优先控制的HA型液压控制有HA1和HA2两种方式供选用：

1）HA1——在控制范围内，从控制起点到控制终点工作压力基本保持恒定，Δp=1MPa。

2）HA2——在控制范围内，从控制起点到控制终点工作压力升高，Δp=10MPa。

如果控制仅需达到最大排量，则允许先导压力为5MPa。外控口X处的供油量约为0.5L/min。

“起控点”就是变量机构转换时的压力，虽然称为点，实际上是个范围，比如15.5～16.5MPa，低于这个压力时液压马达在最小排量下工作，实际工作中也就是50%负载以下的情况，负载大、压力增高时，滑阀右移而增加排量，使马达输出转矩与负载平衡，而不会使压力进一步增高，也就是恒压。