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作為泵速和負載扭矩函數的靜液壓傳動系統性能研究。靜液壓傳動(HST)系統是流體動力系統領域最重要的應用之一。在HST系統

作者:文人學識

作為泵速和負載扭矩函數的靜液壓傳動系統性能研究。

靜液壓傳動(HST)系統是流體動力系統領域最重要的應用之一。在 HST 系統中,泵的輸入驅動軸的機械能在幾乎不可壓縮的工作流體中轉化為壓力能,然後在不使用齒輪的情況下從一個來源重新轉化為機械能。

HST可以根據設計要求平滑地改變輸出轉速、輸出扭矩和輸出功率。它們用于在不使用齒輪的情況下以無級方式将旋轉機械動力從一個源傳輸到另一個源。

并且,它們通常用于速度控制,其中大的負載轉矩波動可能導緻輸出速度發生不可接受的變化,也可能不希望或不可能使用齒輪系。

低速高扭矩 (LSHT) 靜液壓驅動器因其更好的控制、更小的機關功率重量和緊湊性而廣泛應用于重型土方工程和建築裝置。

它具有良好的低速特性,無需減速機,并且在整個範圍内具有高輸出扭矩。Dasgupta 等人對軌道轉子 LSHT 輸出液壓馬達的穩态性能進行了研究。

如前所述,液壓泵和馬達是固定排量型的,泵和電機都存在内部洩漏,而泵和電機的洩漏流量公式則為:

Qplkg=Pp−P1Rplkg

Qmlkg=Pl−P2Rmlkg

其中P p  −  P 1  = 泵兩端的壓力;P l  −  P 2  = 電機兩端的壓力;Q plkg  = 泵的洩漏流量;Q mlkg  = 電機洩漏流量;R plkg  = 泵的洩漏阻力;R mlkg  = 電機的漏電阻。

除此之外,研究人員在評估 HST 系統的性能時,他們也在記錄着泵速在 50 rad/s(600 rpm)到 150 rad/s(1,450 rpm)之間變化。

由于泵在600轉以下的流量特性不規則,故對600轉以上的泵進行試驗。該泵由 4 極感應電機驅動,最高轉速限制在 1,450 rpm。

同時,他們還比較了降低R mlkg對系統整體效率的影響,即保持其他損失系數不變, R mlkg值減少十倍會使系統的整體效率降低 1.0–5.4%。

當然,一切資料全部記錄在案之後,他們便給出了R plkg降低對系統整體效率影響的相關分析,也就是說,保持其他損失系數不變, R plkg值減少十倍會使系統的整體效率降低 0.7–3.7%。

并且,這一資料理論也說明了降低R ls對系統整體效率影響的比較分析,保持其他損耗系數不變, R ls值減少三分之二會使系統的整體效率提高 1.0–4.3%。

從上面的論述不難看出,對于給定的負載扭矩 ( T l ) ,系統的整體效率會随着泵速 (ω p) 的增加而均勻下降。

研究人員還觀察到在特定的 ω p下,系統的整體效率随着T l的增加而增加,在較高的 ω p值和較低的T l值下效率降低是由于R vm值的增加。

然而,在更高的負載扭矩下,泵和電機的洩漏損失更為主要。是以,這裡考慮的靜液壓驅動器更适合高扭矩和低速應用。

是以,他們就可以得出以下結論:

HST 系統的整體性能僅基于輸出參數,即電機速度及其轉矩,然而,這還不夠,因為性能還取決于許多其他因素。

事實表明,HST 系統在一組輸出參數下的性能不是恒定的,而是随着輸出參數組以外的其他參數的變化而變化。

為了研究這種現象,研究人員分析了開式回路靜液壓驅動器的整體性能,作為泵速和負載扭矩的函數,同時考慮了系統元件的各種損耗系數。

參考文獻:

【1】K. Dasgupta, A. Mukherjee, R. Maiti,軌道轉子低速高扭矩液壓馬達穩态性能的分析和實驗研究。J. Power Energy A 210 , 423–429 (1996)。

【2】WE Wilson,流體動力工程中的數學模型。液壓。氣動動力1 , 136–147 (1967)。

【3】Bosch Rexroth India Ltd,産品目錄:RE 15 205/05.93,液壓馬達 MCR3F280F 180Z32B2M 技術資訊(Bosch Rexroth India Ltd,Vatva,2012 年)。

【4】Bosch Rexroth India Ltd,産品目錄:RE 92711/03.93,液壓泵(壓力補償固定排量型)A10VSO28DR/3X RPPA 12N00,技術資訊(Bosch Rexroth India Ltd,Vatva,2012)。

【5】英國标準協會,液壓動力傳輸用液壓泵和馬達的測試方法(英國标準協會,倫敦,1970 年)。

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