小松挖掘机液压泵的构造与工作原理.pdf

大学生学习论坛 大学生学习论坛 小松挖掘机液压泵的构造与工作原理（一） 一、液压泵的构造 小松 PCZOO 一 6 和 PC220 一 6 型挖掘机液压系统为闭式中心负荷传感 系统（ GLSS ) , GLSS 是以控制斜盘式变量柱塞泵斜盘角度的方法来减少功率 消耗的节能系统图 2 一 18 为闭式中心负荷传感系统框图 大学生学习论坛 大学生学习论坛 GLSS 的特点是： 装置具有不受负荷影响的精密控制性能， 即使在精密控制时 也能实现挖掘机的操纵性能在复合操作时，具有依照滑阀的开口面积决定流 量分配性能的复合操纵性能通过对变量泵的控制实现节能 GLSS 由液压泵（两个泵） 、操作阀和工作装置用油缸等执行元件构成 液压泵的构造如图 2 一 19 和图 2 一 20 所示 该泵由 2 个变量斜盘式柱 塞泵、 PC 阀、 LS 阀和 EPC 阀组成 大学生学习论坛 大学生学习论坛 大学生学习论坛 大学生学习论坛 二、液压泵工作原理 液压泵的工作原理是：传输到泵轴的动力，由泵变换成液压能，然后按负荷 大小输出液压油液压泵可依据斜盘的变化改变压力油的输出量 1 ． 泵的工作 ( l ） 油缸组与轴共同旋转， 滑板滑动在平面 A 上， 如图 2 一 21 ( a ）所示。

同时，斜盘形成沿圆球面 B 摆动的局面因此，斜盘的中心线 X 与油缸组轴方向夹角 a 发生变化，该角度称为斜盘角 ( 2 ）斜盘的中心线 X 同油缸组轴线方向不一致，形成斜盘角 a 不为零的 状态中，平面 A 同滑靴贴合并相对转动 通过该动作，柱塞在油缸组的各油缸室内作轴向运动，如图 2 一 21 ( b ） 所示，油缸组内的容积 E 、 F 出现容积差也就是说，当油缸组旋转 E 室的 容积缩小时，油就在该过程中被挤出；另一方向， F 室的容积扩大，在该过程 大学生学习论坛 大学生学习论坛 中油被吸入吸入挤出量为 F 与 E 的容积差 ( 3 ）如图 2 一 21 ( c ）所示，在斜盘的中心线 X 与油缸组的轴线方向相 一致时（斜盘角 a 为 0 ) ，油缸组内的容积 E 与 F 的差为 0 ，不进行吸油 与出油，则泵不起作用实际上不会形成斜盘角为 O 的状态 2 ．泵流量的控制 斜盘角α变大后，容量 E 与 F 的差就会变大，流量也会增大斜盘角 a 由 伺服活塞控制 伺服活塞依据 PC 和 LS 阀的信号压力，作往返直线运动，该直线运动因滑 块的作用而传至斜盘，斜盘在支架圆球面上作转动运动。

伺服活塞左右受压面积发生变化，在小径活塞一侧的压力室内，主泵的输出 压力为 PP，在大径活塞一侧的压力室中， LS 阀的输出压力为 Pen 依据小 大学生学习论坛 大学生学习论坛 径活塞的压力 PP 与大径活塞的压力 Pen 的大小关系及小径活塞与大径活塞 的受压面积之比，可对伺服活塞的动作进行控制 小松挖掘机液压泵的构造与工作原理（二） . LS 阀和 PC 阀的结构与功能 LS 阀的结构如图 2 一 22 所示 PC 阀的结构如图 2 一 23 所示 大学生学习论坛 大学生学习论坛 ( 1 ) LS 阀的功能 LS 阀是感知负荷对输出量进行控制的阀该阀依据主泵压 PP 与操作阀 出口压力 PLS 的压差 △PLS=PP-PLS （称 LS 压差）控制主泵输出量 Q 压差 △ PLS 和输出量 Q 的关系如图 2 一 24 所示 ( 2 ) PC 阀的功能 PC 阀是在泵输出压 PP1 （自己压） 、PP2 （另泵压）高时，不管操作阀 的行程如何增大，对其进行控制，使其在某一流量（按输出压）以内，泵吸收 的功率不要超过发动机的功率 当作业中负荷增大，泵输出压上升时，阀控制使泵输出量减少；当泵输出 压降低时， 阀控制使泵输出量增加。

在此种情况下，F 、R 输出压平均值 （ PP1 ＋PP2） / 2 与泵输出量 Q 的关系在不同的 PC 一 EPC 电磁阀的电流值参数 下的曲线如图 2 一 25 所示 泵调整器读出发动机实际转数，负荷增大时转数就会降低，使泵的输出量 减少该调整器拥有使转数恢复的功能，也就是说，当负荷增大时，调整器就 大学生学习论坛 大学生学习论坛 会向 PC 一 EPC 阀发出指令，使 PC 一 EPC 电磁阀的控制电流增大，减少 泵的斜盘角 （3 ) LS 阀工作原理 ① 操作阀处于中心位置时， LS 阀用 3 方向变换阀在弹簧室 B 引入操 作阀入口压力 PLS ( LS 压） ，在空心轴的 H 端引入主泵输出压 PP PLS 的 力、弹簧力与主泵输出压力大小，共同决定滑阀的位置 发动机启动前，伺服活塞被推向右方，如图 2 一 26 所示 发动机启动时，如果操作杆处于（中立）位置， LS 压 PLS 为 OMPa 此时，滑阀推向左方，使 C 口与 D 口相通泵压 PP 从 K 口进入大径活塞 一侧，在小径活塞 J 口也流入了泵输出压力油，活塞朝着使斜盘角最小的方向 移动 ② 向泵输出量增大的方向动作。

主泵压 PP 与 LS 压 PLS 的差 △PLS 变小（例如操作阀开口面积变大、泵压 PP 降低）时， LS 压 PLS 与弹簧的 力形成合力，将滑阀推向右方 大学生学习论坛 大学生学习论坛 如图 2 一 27 所示， 依靠滑阀的移动， 通过 D 口、 E 口与 PC 阀连接 这时， PC 阀与排泄口相接，线路 D 一 K 成为排泄压 PT 通道 因此，伺服活塞大经活塞方面的压力变成排泄压 PT在小径活塞 J 口， 泵 压 PP 进入因此将伺服活塞推向右侧，使斜盘向输出最大的方向移动 大学生学习论坛 大学生学习论坛 ③ 向泵输出量小的方向动作如图 2 一 28 所示，当伺服活塞向左移动 （输出量小的方向） , LS 压差△PLS 变大（例如操作阀开口面积变小，泵压 PP 增加）时，依靠泵压 PP 的力将滑阀推向左方依靠滑阀的移动，主泵压 PP 从 C 孔流向 D 孔，从 K 孔进入大径活塞 大学生学习论坛 大学生学习论坛 径活塞 J 孔也有主泵压 PP 进入，但由于伺服活塞的大径活塞与小径活 塞的面积差，将伺服活塞推向左侧其结果，出现活塞向使斜盘角变小的方向 移动。

④ 伺服活塞平衡设大径活塞受压面积为 Al ，小径活塞的受压面积为 AO ，流进大径活塞的压力为 Pen ，使 LS 阀的主泵压 PP 、 LS 压 PLS 与 弹簧力 Z 的合力平衡，形成 AoxPP=AlxPen 的关系伺服活塞在该位置停止， 使斜盘角保持不变 此时，活塞两端的受压面积的关系是：Ao : Al 二 1 : 2 平衡时，加在活塞两端的压力是：PP : Pen ≈ 2 : 1 滑阀的平衡停止位置要按 PP－PLS = 2.2MPa 时所确定的弹簧力进行调 整 小松挖掘机液压泵的构造与工作原理（三） 大学生学习论坛 大学生学习论坛 ( 4 ) PC 阀工作原理 ① 泵控制器正常 在执行元件的负荷小、 泵压 PPI 和ＰＰ2 低时，PC 一 EPC 电磁阀启动 在 PC 一 EPC 电磁阀中， 从泵控制器传来的指令电流向 PC 一 EPC 阀提供动作信号，电磁阀接受该信号，从而改变推动活塞的力 如图 2 一 29 ( a ）所示，推动该活塞的力、泵压ＰＰ1 （自己压） 、Ｐ Ｐ2 （另泵压）与反向的两个弹簧的弹簧预紧力组成的推动滑阀的合力，在平 衡位置使滑阀停止。

从 PC 阀输出的压力( C 孔的压力）不同，滑阀的位置就 不同 大学生学习论坛 大学生学习论坛 大学生学习论坛 大学生学习论坛 令电流 X 的大小取决于作业内容（操纵杆操作） 、作业方式的选择、发 动机转数设定值以及实际转数 另泵压是指相对端的压力，如果是 F 泵的另泵压，则为 R 泵压力；如 果是 R 泵的另泵压，则为 F 泵压力 依靠伺服活塞的移动，连接在滑块上的活塞进行左右移动当活塞向左 移动时， 先是弹簧 6 被压缩， 压缩终了， 弹簧 6 被固定 之后， 只有弹簧 4 被 压缩也就是说，活塞依据前面的弹簧和后面的弹簧伸缩，弹簧的压缩力出现 变化 接着，如果输入 PC 一 EPC 电磁阀的指令电流变化，活塞的推力也会 发生变化因此，前弹簧与后弹簧的压缩力是依照 PC 一 EPC 电磁阀指令电 流值的变化而变化的 PC 阀的 C 孔与 LS 阀的 E 孔相连接， 在伺服活塞的活塞小径以及 B 孔有自己压ＰＰ1 进入，在 A 孔有另泵压尸尸 2 进入 泵压 PPI 、PP 2 小时，滑阀处于靠左的位置，如图 2 一 29 ( b ）所示 这时， C 孔与 D 孔相连接，进入 LS 阀门的压力变为排泄压尸 T 。

自 J 孔 流向大径活塞的压力变成排泄压 PT 因此，伺服活塞向右移动据此，泵的输 出量增大 伴随着伺服活塞的移动和滑块的作用，活塞向右边移动前弹簧和后弹簧 伸展，弹簧力变弱，滑阀向右移动， C 孔与 D 孔的连接被切断 泵输出压 B 孔与 C 孔相连接，结果导致 C 孔压力上升，大径活塞的压 力上升，伺服活塞向右的移动停止伺服活塞的停止位置（泵输出量）取决于 加在滑阀上的压力 PPI 和 PP2 所产生的推力以及 PC 一 EPC 电磁阀所产生 的推力与前、后弹簧力的平衡位置 大学生学习论坛 大学生学习论坛 当执行元件的负荷变大、泵输出压增大时，将滑阀向右推的力变大滑阀 向右移动时， C 孔就会流进主泵压 PP1 ，产生使输出量变小的移动，伺服活 塞向左移动这时，前、后两个弹簧向收缩方向移动，将滑阀推回 当滑阀向左移动时， C 孔与 D 孔的开口进一步增大，结果导致 C 孔的 压力下降， 伺服活塞向左移动停止 此时， 伺服活塞的停止位置处于比泵压 PP1、 PP2 低时更靠左的位置 因为前、后弹簧是二段，泵压平均力（ PPI ＋月 P2 ) / 2 与泵输出流量平 均值 Q 的关系如图 2-30 所示。

如果送往 PC 一 EPC 磁阀的指令电流 X 进一步增加， PC 一 EPC 电 磁阀的左向推力又加上了 PC 一 EPC 电磁阀的压力，推力就成比例平行移动 因此，泵平均压力（ PPI + PPZ ) / 2 与 Q 的关系是：随着 X 的增加，折线左 移 泵控制器异常打开 PC 备用开关当主泵轻负荷时，泵控制器出现故障， 大学生学习论坛 大学生学习论坛 将 PC 备用开关置于 ON （开）位置这时可直接从蓄电池获得电源，如果允 许电流通过， 那么总电流就会过大 因此， 必须在中间设置电阻，对流入 PC 一 EPC 电磁阀的电流进行控制 此时，因电流处在一定限度内，推动活塞的推力成为等量的力 主泵压 PPI 、PP2 降低时，因 PC 一 EPC 电磁阀的力与泵压合力比弹 簧装置的力弱，因此，滑阀在靠左的位置平衡此时， C 孔与 D 孔的排泄压 相通，通过 LS 阀伺服活塞的活塞大径方向也成为排泄压 PT 于是，活塞小 径一侧的压力变大，伺服活塞向使输出流量增大的方向移动 当主泵重负荷时，PC 备用开关置于 oN（开） 时， 被送到 PC 一 EPC 电 磁阀的指令电流成为恒量。

因此，活塞推动滑阀的推力也是固定的 主泵压 PPI 、 PP2 增大后， 滑阀与主泵轻负荷时相比将向右移动 此时， 从 A 孔输出的压力就会流进 C 口，伺服活塞向左方（输出量小）移动，泵会 在比轻负荷时更左的位置停止就是说， PC 备用开关打开时，泵压 PP 与输 出量 Q 的关系形成比泵控制器正常时的曲线 ① 更靠左的曲线 ② 大学生学习论坛 大学生学习论坛 。