电液比例控制组合变量泵的节能殛故障诊断
提高液压传动系统的效率,克服其效率低、能耗大的缺点是人们所关注的问题。
1.电液比例控制组合变量泵的结构特点和工作原理
某组合泵包括:①轴向柱塞变量泵;它决定与其配套使用的马达速度和方向;②辅泵:提供伺服压力(控制变量泵排量)和补油压力;③伺服压力溢流阀;④补油压力溢流阀和A、B油路上的补油单向阀、排量控制阀及表示实际排量的外部指示器等。
轴向柱塞单元、传动轴与缸体通过花键连接。缸体内有轴向柱塞,每个柱塞顶端都用球形副与滑靴连接,滑靴支撑在斜盘平面上,斜盘倾角决定排量和流向。双向都具备零至全排量。缸体的另一端面支撑在配流盘上,它的两个油口连接着系统进口和出口。
组合变量泵的结构如图61所示,工作原理如图62所示。
柱塞滑靴被压盘紧贴在斜盘上,压盘可随轴旋转并随斜盘一起改变摆角。缸体和柱塞滑靴可自由调节轴向间距以补偿由于温度和压力引起的油膜厚度、磨损及尺寸的改变。变量泵的斜盘和柱塞滑靴内腔,形成静压油垫反力正好与柱塞液压推力平衡。
摇杆推力由两个叶片执行器定位,每边一个,一个排量指示器从壳体上突出来,以指示推力角度。
摇杆斜盘轴线、转轴中心线及柱塞球头中心均与部件中心线一致,以保证受力完全平衡,使受力和磨损达到最小。
缸体上的大滚柱轴承是重要部件,它也与部件中心线一致,消除了柱塞滑靴上的径向力,避免缸体端面与配流盘脱离,并使缸体的受力情况良好。这种设计优点在于它减少了由液压负载、配合间隙的改变和压力、温度引起轴长度变化带来的轴弯曲应力。
这种支撑系统使泵有更宽的黏度范围和更高的轴转速。
通过斜盘可改变主泵排量,降低了噪声,提高了效率。辅助补油口(油口K)在油口A和B之间,用堵头堵住,油口K可使来自蓄能器或其他油源的额外补油流量进入补油路,以便补充系统在大流量时经常需要的额外流量。
两个双作用叶片执行器接受油液信号来调节和保持设定的排量。
静压平衡靴由旋转伺服输入定位,在位置反馈系统中,它们作为一个精密的滑阀来接通进出旋转执行器的油液。伺服响应由节流孔限定,从零到全排量需约1s时间。系统能轻易地保存所有错误信号,平衡靴可平衡掉阀系统上的横向力。
调定的伺服压力由辅泵供油,在系统压力低时,伺服压力为约2.3MPa以减少功耗和发热,当系统压力升至34.5MPa时,伺服压力自动升至3.7MPa。
压力补偿器过载是泵的标准特性,系统油路A和B上的压力油由串联的全排量顺序阀和双控溢流阀来控制其最大值。即使由于机械故障阻碍泵排量减小,该全流量溢流通路也能避免出现破坏性高压,无需额外溢流油路。来自顺序阀的油液进入叶片执行器,产生伺服信号。
在过载时,关闭侧的执行器承受2倍伺服压力,而开启侧则维持在伺服压力,从而改变泵排量以防止超过最大调定压力,必要时可跨越中位。典型的压力补偿器过载响应为0.05s。
在过载时,有最小的压力过量和油液发热,该控制在补偿时维持稳定的压力、流量与系统要求相匹配。
当负载减小时,排量在1s内返回到旋转指令信号。该电液比例控制是通过液压活塞驱动旋转输入轴。在零电流时喷嘴在两个受油节流孔中间,在两个孔中产生相同压力。喷嘴由反馈弹簧和零位调节弹簧定位,两者相互抵消从而在喷嘴上合力为零。若电流增加,则使喷嘴右移,导致右边受油孔压力升高,左边受油孔压力降低,压力作用到活塞两端,导致移动,从而移动旋转伺服轴。反馈弹簧连接于支臂上,它持续移动直到力平衡使喷嘴回中,这样就得到新的稳定状态。当伺服控制无压力时可由弹簧回中,这样就实现对泵输出流量和压力的精确控制,使比例控制组合变量泵的输出压力和流量与负载流量和压力相适应,降低比例变量泵的功耗,提高其工作效率,从而达到节能的目的。
2.故障诊断
比例控制组合变量泵的工作故障来自于电液控制和泵组机械零件的磨损、密封件、油液污染等,致使工作失灵。机械部分的故障,从外观容易判断检查。
其电路控制部分故障需根据厂家提供的电路图按如下步骤进行:
1)检查电路板上的熔丝规格是否正确,检查电子元器件是否损坏,同时检查铜质印制板轨迹是否破坏。在故障排除之后,电路板通电之前,检查输电干线选择器开关位置是否正确,输入电压是否为规定值。
2)电路板通电时,用万用表测量各检测点的直流电压值,应在允许误差规定的范围内。当控制电位器转动时,直流电压应该在一定范围如0~12V间变化。如果电位器没有损坏,则电压变化应是平稳的。如果以上测量数据与规定值并非一致,则该电路板可以认为已被损坏。
3)检查电磁铁的配线。卸下电路板,检查通往电磁铁的接线是否断路或通地。插入电路板,检查电磁铁接线端之间的直流电压,根据电流调定值,其电压应在一定的范围内。如果没有电压或为满电压则电路板已损坏。测量通过电磁阀的交流电压,根据调定值的不同,电压应在指定的范围之间;若非如此,则高频振荡部分发生故障。
通过以上诊断途径,即可找出电路部分故障所在,然后给予排除。
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