閉式液壓泵與原動機的匹配計算

1、ISSN 10052763 CN431215/ID礦業(yè)研究與開發(fā)第25卷第3期MINING R&D,V01.25,No.32005年6月 Jun.2005閉式液壓泵與原動機的匹配計算李榮湘(湖南路橋建設集團公司, 湖南長沙410004摘要:討論了閉式液壓泵與原動機之間的功率匹配和扭矩 匹配問題,導出了相應的計算公式,得出了在確定閑式泵輸 入功率時補油壓力越高則所需驅動功率越小和原動機與液 壓泵的匹配應以扭矩匹配為先決條件等重要結論,為正確設 計閉式液壓泵與原動機的匹配提供了依據。關鍵詞:閉式液壓系統泵;原動機;功率匹配;扭矩匹配中圖分類號:THl37文獻標識碼:A文章編號:10052763(2

2、00503005102The Matching Calculation of Pump and PrimeMover in Closed Hydraulic SystemLi Rongxiang(Hunan Road&Bridge Constructing Group Company Ltd, Changsha,Hunan410004,ChinaAbstract:In this paper,the problems of power matching and torque matching of pump and prime mover in closed hydraulic system f

3、ire discussed,and the corresponding calculation expres sions are derived.Some important conclusions are drawn,that fife,the oilreplenishment pressure is more high,but the nee-ded driving power is more low when determining the input power of pump for closed hydraulic system,and the torsion matching o

4、f pump and prime mover shouldbe took as the precondition for the matching primemover with pump in closed hydraulic system, this provides the basis for properly designing the match of the pump and prime mover.KeyWords:Closed hydraulic system,Pump,Prime mover, Power matching,Torque matching閉式液壓系統在工程機械

5、中得到了日益廣泛的 應用,其中多數液壓系統與原動機之間的匹配較好, 但也有一些在匹配上存在問題,如功率過?；蚬β?不足、扭矩不匹配等,特別是原動機為內燃機時,其 匹配存在的問題更為突出。下面就這種匹配計算方 面的問題提出一些見解。1驅動功率的匹配從文獻1可知,液壓泵所需驅動功率的通用 計算公式為:M=器 (1 式中:札液壓泵輸入功率,即所需的原動機功 率,kW;p液壓泵進、出油口之間的壓差值,MPa; Q。液壓泵的理論輸出流量,L/rain;叼。液壓泵的機械效率,一般取叼。=0.98。 公式(1也可以寫成如下形式:Ni=60a77p。Q仇(2 式中:Q液壓泵的實際輸出流量,L/min;77,液

6、壓泵的容積效率,一般取叼,=0.93 0.97,齒輪泵取低值,柱塞泵取高值。由于實際輸出流量Q和容積效率田。不易獲得, 而Q。值可以從樣本資料中查得,機械效率77。的值 也基本不變,故用公式(1來計算輸出功率更為方 便。但需要指出的是在不少有關液壓機械的資料 中,把公式(1和(2之間的一些參數混用,從而導 致計算出的輸入功率存在差異。在閉式液壓系統中,由于閉式泵的進油口壓力 為補油壓力,故:p=P主一P補 (3 式中:卸液壓泵進、出油口之間的壓差值,MPa; P豐主泵出油口壓力,MPa;P補輔助泵提供的補油壓力,MPa。因此札=器+警 式中:Q豐閉式泵的主泵理論輸出流量,L/min; Q補閉式

7、泵的輔助泵的理論輸出流量, L/min。Ni。石石硫n(P主一尸樸q主+尸補q補(5收稿日期:20040512作者簡介:李榮湘(1965一,男,湖南長沙人,工程師,主要從事設備管理工作52礦業(yè)研究與開發(fā)式中:g豐主泵的排量,ml/r;%輔助泵的排量,ml/r。n泵的轉速,r/min。就一般閉式泵生產廠家的產品而言,有q補= (0.150.28q主,取q補=0.2q主,則由公式(5可以 得到:Ni 2面最g主(P主乩8尸補 (6 由公式(6可見,補油壓力越高,則閉式泵所需 的驅動功率越小。下面通過實例來了解補油壓力對 驅動功率的影響程度。已知g主=125ml/r,g補=28ml/r,P主=25

8、MPa,P補=1MPa,凡=1650r/min,取7。=0.98,貝0由 公式(5可以計算得出Ni=85kW。若將補油壓力 提高到2.5MPa,則同樣可以計算得出Ni一81kW。 由此可見,補油壓力提高到1.5MPa后,導致所需輸 入功率下降了4kW,其功率變化的程度為補油壓力 每增加1MPa,則輸人功率降低約3%4%。2驅動扭矩的匹配由于原動機的轉速與液壓泵的額定速度不同, 有時滿足功率匹配要求的系統可能扭矩不匹配,特 別是對輸出扭矩變化的內燃機來說,扭矩匹配更是 一個不容忽視的問題,否則會造成功率過?；蚬β?不足等問題,嚴重時無法正常工作。已知驅動液壓泵所需的扭矩M。為:蛑=而15瓦9(P

9、主一蹦g主+P補州(7 設原動機的額定功率為化,轉速為凡,機械效率 為叼。,則有效輸出扭矩絲為:_7、,絲=9550叼。 (8 由功率匹配知,也N。取也=Ni,則:_7vMe=9550毫。 (9(上接第50頁3張玉衡,等.火力發(fā)電廠廠址選擇與總體布置M.北京:水利 電力出版社,1983,12.4張國輔.礦山井下煤倉與礦倉M.北京:煤炭工業(yè)出版社, 1983,1.5鄒在邦,等.建井通風與安全M.北京:煤炭工業(yè)出版社, 1986.9.將(5代人上式得:托=9550面赫(P主一P補g主+P種補若要原動機與油泵的扭矩匹配,則須:絲坂 (10 即淼主w胗1三 里 一主 一P 補 主 尸 補g 補 /m。

10、、主 補71主 一樸Y補。 將上式化簡后,得:叼。l (11 式(11表明,需要原動機的機械效率叼。1才 能滿足扭矩匹配的要求,這顯然是不可能的,這也說 明總是以滿足功率匹配即為滿足要求的做法是不對 的,至少是牽強的。今后在原動機與液壓泵匹配設 計時,應以滿足扭矩匹配作為先決條件。另一方面,在進行扭矩匹配時要考慮內燃機的 變扭矩特性,要在可能工作的轉速范圍內進行扭矩 驗算,否則會出現某一轉速下能滿足要求,而改變轉 速時可能導致內燃機超載的現象。要求在任意工作 點上的扭矩不過載,否則會出現內燃機負載后降速 或熄火,導致油耗增加或根本不能工作。3結 論(1在確定閉式泵輸入功率時要考慮補油壓力 的影

11、響,補油壓力越高則所需驅動功率越小。(2原動機與液壓泵的匹配應以扭矩匹配為先 決條件,滿足扭矩匹配則滿足功率匹配。(3原動機為內燃機時應驗算工作范圍內各點 的扭矩,以防止超限引起的降速或熄火。參考文獻:1雷天覺,主編.液壓工程手冊M.北京:機械工業(yè)出版 社。1990.6吳中立.礦井通風與安全M.徐州:中國礦業(yè)大學出版社, 1984,12.7王豐.液體和氣體的熱物理性質表M北京:科學出版社, 1982,4.8淮南煤炭學院,等.礦井地質及礦井水文地質M.北京:煤炭 工業(yè)出版社,1979,5. 閉式液壓泵與原動機的匹配計算作者:李榮湘 , Li Rongxiang作者單位:湖南路橋建設集團公司,湖南,長沙,410004刊名:礦業(yè)研究與開發(fā) 英文刊名:MINING RESEARCH AND DEVELOPMENT年,卷(期:2005,25(3被引用次數:4次參考文獻(1條1. 雷天覺 液壓工程手冊 1990引證文獻(4條1. 陳逢雷 . 趙靜一 . 耿冠杰 . 高建輝 分體運輸平臺液壓驅動系統分析及其功率匹配 期刊論文-中國工程機械學報 2010(