泵內(nèi)設有補償活門,用于感受泵的輸出壓力。當輸出壓力達到預定值(由彈簧預緊力確定)時,補償活門將泵出口壓力油供向斜盤作動筒,使斜盤傾角減小,從而使泵排量減小,起到變量調(diào)節(jié)作用。當斜盤角度調(diào)為零時,輸出流量亦為零,油泵處于消耗功率最小的卸荷狀態(tài)。因此,柱塞泵具有自動卸荷功能。
泵內(nèi)還有一個人工釋壓活門,用于油泵的人工關斷。在地面試車時,為減小油泵的損耗,可通過人工控制打開人工釋壓活門,壓力油接通補償活門左側(cè)大活塞面,可以用較小的壓力克服補償活門彈簧力,將壓力油引到斜盤作動筒,推動斜盤組件,直至傾角近零。泵出口處隔離活門在彈簧作用下使泵口隔斷,停止向系統(tǒng)供油。
2擺缸式柱塞泵工作原理
擺缸式軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)較斜盤式柱塞泵復雜,但因其能達到的輸出壓力更高,且具有更高的容積效率,在軍用飛機及某些民用飛機的液壓系統(tǒng)中也得到了廣泛應用,其工作原理如圖 12-12所示。擺缸式柱塞泵把柱塞(活塞)及軸用球形鉸接接頭連接在一起,缸體與軸的軸線成一定的傾角。當軸旋轉(zhuǎn)時,同樣使缸體和活塞一起旋轉(zhuǎn)并作相對伸縮運動起到吸油和壓油作用。改變缸體與軸之間的傾角就可起到變量作用。
這種泵與斜盤式相比結(jié)構(gòu)較為復雜,變量控制慣性較大,但由于柱塞與缸體之間沒有側(cè)向壓力,從而避免了柱塞的不均勻磨損,可達到更高的輸出壓力和容積效率
配油盤
密封圈
配油盤
聯(lián)接軸
余油口
圖 12-12擺缸式軸向柱塞泵的工作原理圖
3柱塞泵壓力-流量特性曲線
柱塞泵的壓力流量特性如下圖所示:當系統(tǒng)壓力尚未超過規(guī)定值 P1時,液壓泵始終處于最大供油狀態(tài)(斜盤角度不變段),但由于它的泄流損失和填充損失是隨著出口液壓增大而增大的,所以系統(tǒng)壓力增大時,泵的流量仍稍有降低。系統(tǒng)壓力大于 P1(額定壓力,即泵內(nèi)壓力補償活門調(diào)定壓力)時,流量開始顯著降低(斜盤角度變化段),直到壓力增大到 P2,流量即下降到零,油泵處于功率消耗最小的卸荷狀態(tài)。
流量
圖 12-13柱塞泵壓力-流量特性曲線
在液壓系統(tǒng)工作時,柱塞泵的工作壓力在 P1至 P2間變化。由于 P1與 P2非常接近,即柱塞泵工作時壓力近似恒定,其流量則隨著工作系統(tǒng)工作狀態(tài)的變化而改變。此種變量控制方式被稱為恒壓變量控制。
12.3.3液壓泵的壓力控制
液壓泵通常由直升機的主減來驅(qū)動,因此只要主減工作,液壓泵便不停地運轉(zhuǎn),然而系統(tǒng)各工作部分(如起落架收放系統(tǒng)等)是間歇工作的。所以必須對泵的輸出最高壓力加以限制并希望液壓泵在工作系統(tǒng)不工作時消耗的功率盡量少,這就是泵的限壓和卸荷問題。一定量泵限壓
定量泵一般都采用安全閥(溢流閥)來限制系統(tǒng)的壓力(如圖 12-14所示)。當系統(tǒng)的壓力升到高于某個調(diào)定壓力值時,安全閥打開,將多余的液流排回油箱,限制系統(tǒng)壓力繼續(xù)上升。安全閥的調(diào)定壓力通常高于正常系統(tǒng)壓力 10~20%。
卸荷閥
圖 12-14定量泵限壓回路
可見,當安全閥打開時,即工作部分不工作時,系統(tǒng)壓力最高,液壓泵輸出的功率為最大。油液流經(jīng)安全閥,將液壓功率轉(zhuǎn)換成熱量,導致油溫升高,系統(tǒng)性能下降,并嚴重影響油泵的使用壽命。二定量泵的卸荷
為克服定量泵限壓的缺點,可考慮在工作系統(tǒng)不工作時為液壓泵卸荷。所謂卸荷,就是在工作系統(tǒng)不需要液壓功率時(工作系統(tǒng)不工作),使液壓泵的輸出功率處于最小狀態(tài)的控制方式。現(xiàn)代飛機液壓系統(tǒng)通常采用自動卸荷閥給液壓泵卸荷。
安全閥
卸荷閥
圖 12-15定量泵卸荷回路
自動卸荷回路的原理是利用卸荷閥感受工作系統(tǒng)壓力,當工作系統(tǒng)不工作時,系統(tǒng)壓力上升,當達到卸荷閥開啟壓力時,卸荷閥打開,卸掉泵出口壓力,此時單向活門將工作系統(tǒng)與油泵隔離開,油泵壓力下降到近似為零,油泵處于輸出功率最小的卸荷狀態(tài)(系統(tǒng)壓力和油泵輸出壓力變化規(guī)律如圖 12-16所示)。為保證卸荷閥失效時系統(tǒng)的安全性,定量泵卸荷回路中必須設置安全閥。
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