新型液压变压器的工作原理及优势

液压变压器是一种把压力能以一定压力无能量损耗地传送出去的新型压力流量控制元件，是随着恒压网络二次调节静液压传动技术的发展而产生的^[26]。

1.传统液压变压器

在20世纪70年代，HKHerbert提出了一种双向液压变压器。这种液压变压器由轴向柱塞泵和液压马达构成，泵和液压马达的转子形成机械连接，如图3-55所示，变量马达1的两个油口分别接油源和油箱，定量马达2的两个油口分别接油源和负载。在恒压网络压力p_A作用下，变量马达1产生的转矩为

定量马达产生的转矩为

式中 V₁——变量马达1的排量；

V₂——定量马达2的排量；

p_L——负载压力；

p_A——油源压力；

φ——马达1斜盘倾角，-φ_max≤φ≤φ_max；

φ_max——马达1斜盘最大倾角；

p_T——油箱压力，p_T=0。

式（3-2）中负号表明变量马达2产生的转矩与变量马达1产生的转矩反向。图3-55中，q_A、q_T、q_L分别表示油源、油箱提供的流量和流入负载端的流量。忽略变量马达1和变量马达2之间的摩擦阻力矩，如果T₁+T₂≠0，那么液压变压器将产生加速或减速旋转运动，输入、输出流量也跟着变化；当T₁+T₂=0时，液压变压器处于平衡状态，此时负载与油源之间的压力比，即液压变压器的变压比为

(www.xing528.com)

式中 V₁，max——液压马达1的最大排量。

从式（3-3）可以看出，通过改变液压马达1斜盘倾角φ可以调节液压变压器的变压比。

2.新型液压变压器

1997年荷兰Innas和Noax公司联合所发出一种新型液压变压器，该液压变压器仍然参照恒排量轴向柱塞泵/马达的结构，将液压马达功能和泵功能集为一体。该变压器在结构上与斜轴式轴向柱塞马达基本相同，主要区别在于配流盘的结构形式不同。图3-56所示为新型液压变压器的工作原理。图3-56a所示配流盘上有三个形状相同的腰形槽A、B、T，分别连接到高压（A口）、负载（B口）、低压（T口）油路，配流盘控制角度δ为腰形槽A中点P与缸体下死点位置BDC间的夹角。

图3-55 传统液压变压器工作原理

通过调整变压器配流盘绕缸体中心轴线的旋转角度来改变进、出液压变压器三个腰形端口的油液流量，从而调节缸体的旋转速度和液压变压器的变压比。液压变压器的变压比与配流盘控制角度δ的关系为

式中 p_A、p_B——A、B腰形槽处压力；

α，β——A、B腰形槽对应的吸排油角度。

图3-56 新型液压变压器的工作原理

a）配流盘环形截面 b）液压变压器符号

由于A、T、B腰形槽的形状都一致，因此α、β为常数且相等，故压力比为唯一变量δ的函数，通过改变δ的值来调节液压变压器的变压比。