液压泵维修之A4VG型工程液压泵伺服变量机构的工作原理

A4VG系列变量液压泵是德国力士乐公司生产的工程液压泵,在工程机械上得到广泛应用,亦用于矿井单轨吊辅助运输系统。本文对A4VG系列变量泵伺服变量机构动态特性作了初步探索。

伺服变量机构:

A4VG系列变量液压泵采用机液伺服机构,通过控制伺服阀开口来改变变量活塞的位移,进而改变泵斜盘的倾角,达到变量的目的。该系统是力反馈式闭环控制回路,具有结构紧凑,响应快速等优点,且便于远程控制[1]。

伺服阀结构见图1,它的作用是根据输入油压的变化导通控制油路和控制变量活塞。主阀芯2在中位为关闭状态,a—Y1、b—Y2都不通;左位(阀芯向右移动)导通a—Y1及Y2与回油口;右位(阀芯向左移动)导通b—Y2及Y1与回油口。反馈机构由弹簧4、弹簧拉杆3和反馈杠杆7组成。

A4VG系列变量液压泵伺服变量系统的工作原理见图2,输入为伺服阀的控制油压Δp=p1-p2,输出为变量活塞的位移xp。设Ff为阀芯受到的弹簧力,A0为控制油作用于推杆的有效面积。忽略阀芯上的粘性摩擦力、瞬态液动力和稳态液动力,则当平衡条件ΔpA0=Ff满足时 ,主阀芯处于中位 ,控制油不能进入伺服油缸;当 ΔpA0 =Ff =0时 , xp =0,则斜盘倾角 θ=0,泵的输出流量为 0。当 ΔpA0 >Ff 时 ,平衡破坏 ,主阀芯向右移动 ,伺服阀处于左位 ,控制油进入油缸左腔 ,推动活塞向右移动;同时 ,活塞杆推动反馈杠杆绕 C点的固定销逆时针转动 , 反馈杠杆带动弹簧拉杆向左摆 , 与ΔpA0 方向相反的弹簧力 Fh 增加 ,作用在主阀芯上的反馈力 Ff 也增加 ,当达到 ΔpA0 = Ff 时 ,重新满足主阀芯平衡条件 ,截断油路 ,变量活塞停止移动 ,液压泵稳定在某一流量。当 ΔpA0 <Ff 时 ,主阀芯和变量活塞运动方向相反 ,流量向相反方向调整。

A4VG系列变量液压泵的变量机构是一种典型的机液伺服系统 ,结构紧凑 ,响应快速而平稳 ;仿真研究结果与试验情况基本一致 ,说明伺服变量机构的数学模型是正确的。