A4VG系列泵及其在静液压传动系统中的应用.docx

A4VG 系列泵及其在静液压传动系统中的应用于庆丽，王 刚（安徽工业大学机械学院）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! A4VG 系列泵及其在静液压传动系统中的应用 于庆丽，王 刚 （安徽工业大学机械学院） !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 摘 要：讨论 A4VG 系列泵的工作原理及其在静液压传动系统中的应用，首先对静液压传动的 定义、工作原理、组成形式及特点进行分析介绍，然后对静液压传动中常用 A4VG 系列泵的组成、特 点、工作原理进行分析说明，重点对 A4VG 系列泵中各功能单元的作用及 A4VG 系列泵各种变量控 制方式的实现原理和基本调节方法进行详细分析，最后对 A4VG 系列泵在静液压传动系统中的一 个应用实例进行原理说明。 关键词：静液压传动；A4VG 泵；DA 控制 静液压传动 （HydroStatic Transmission，HST）系 统集液压泵、马达于一体，将机械能通过液压泵转 化为液压能，又通过液压马达将液压能转化为机械 能[1]。静液压传动属于液压传动中闭式容积调速范 畴，是集成化、一体化程度更高的闭式容积调速回 路。根据静液压传动中排量是否可调可以分为 4 种 系统组合方式：1）定量泵-定量马达；2）定量泵-变 量马达；3）变量泵- 定量马达；4）变量泵- 变量马 达。这类系统的主要特点是可无级调速，调速范围 宽，没有节流调速的溢流能量损失，系统不易发热， 可实现恒转矩或恒功率调速及传动效率高等。HST 输出轴低转速区段的效率比液力传动要高出许多， 高效区亦较宽但在高速区段却不如液力传动和电 力传动，这就决定了其主要用于速度较低的行走机 械。目前静液压传动在装载机、推土机、叉车，以及 农业机械、建筑机械等领域得到了广泛的应用。静 液压传动装置中多使用通轴式双向变量斜盘式轴 向柱塞泵（以下简称“通轴泵”）。通轴泵的变量控制 方式很多，主要有手动伺服控制、与压力有关的液 压控制、与转速有关的液压控制、转矩控制和电控 制（比例控制、二位控制）等，多功能阀也集成在泵 上。国外通轴泵近些年发展得很快，品种规格齐全， 变量控制方式多样，技术指标先进，质量稳定，工作 可靠。美国萨澳公司 90 系列通轴泵、德国力士乐公 司 A4VG 系列通轴泵（以下简称“A4VG 泵”）和日本 大金公司 20 系列通轴泵在国内工程机械上已大量 应用。国内通轴泵生产起步较晚，目前仅有中美合 资上海萨澳液压传动有限公司进行组装生产。原天 津特精液压股份有限公司、贵州 501 厂也小批量生 产，但无论品种规格，还是生产数量与国外先进国 家相比尚有差距[2]。本文以力士乐公司 A4VG 泵为 例对静液压传动的组成、原理和基本的调节方法进 行分析说明。 A4VG 泵简介 A4VG 泵是斜盘式轴向柱塞变量泵，用于静液 压传动闭式回路，流量与驱动转速、排量成正比并 可无级变量，可选择多种变量控制方式，如手动、液 压控制、电比例控制等；内置辅助泵用作补油泵和 控制泵。该系列柱塞泵代表了当今工程机械液压传 动技术的较高水平，结构复杂，制造精度高，能实现 远程自动控制。 该系列泵额定工作压力可达 40 MPa，最高压力可达 45 MPa，最高允许转速与排量 大小有关，排量在 250~28 mL/r，转速为 2 400~4 250 r/min，广泛应用于建筑机械、农业和农林机械、路面 机械以及叉车、起重机等机器上。 1 A4VG 泵基本功能单位 A4VG 泵的结构原理图如图 1 所示。A4VG 泵 除了具有常规的柱塞泵元件外，还集成有补油泵、 2 作者简介：于庆丽（1979—），女，山东泰安人，讲师，硕士，研究方向：液压传动与控制。 — 42 — !!!!! !!!!! 1. 压力切断阀 2. 补油泵 3. 过滤器 1. 压力切断阀 2. 补油泵 3. 过滤器 4. 补油溢流阀 5. 高压溢流阀 6. 变量控制机构 7. 变量活塞 8. 泵本体 图 1 A4VG 泵结构原理图 图 2 液压控制原理图 工程机械 第 43 卷 2012 年 11 月 Hydrostatics and Hydrodynamics 开状态，保证补油泵补油压力近似为一恒定值。 2.5 高压溢流阀 每个 A4VG 泵包括两套高压溢流阀，每套高压 溢流阀包括 1 个高压溢流阀和 1 个补油单向阀，高 压溢流阀通常是不开启的，正常情况下是在切断阀 起作用后，如果系统压力继续升高到高压溢流阀调 定压力，高压溢流阀才会开启使泵在小排量下溢流。 补油单向阀是补油泵给泵低压油路补油的通道。 2.6 变量控制机构 变量控制机构用来控制变量活塞的位移，根据 变量结构的不同，可以实现液控、手动伺服控制、DA 液