320C Excavator Hydraulic System Caterpillar


Pump Control (Main Hydraulic) - Main Pump Regulator

Usage:

320C AKH

操作

右泵和左泵的调节器构造和操作相同。 以下是对左泵调节器的描述。

主泵调节器通过以下方式控制。

动力换档系统 - 泵调节器通过电子控制系统控制。 发动机和泵控制器持续监测发动机速度和发动机上的负载。 发动机和泵控制器向动力换档压力比例减压阀发送电信号。 比例减压阀通过改变传递至泵调节器的液压信号压力(动力换档压力),辅助控制泵输出流量。

互感控制装置 - 泵调节器通过互感控制装置控制。 为了保持以恒定的速率向泵供应发动机功率,泵调节器通过互感控制装置接收右泵和左泵的平均输出压力。 此控制称作稳定功率控制。

反向流量控制 - 当操纵手柄和/或行驶操纵杆/踏板处于空档位置时,或当操纵手柄和/或行驶操纵杆/踏板部分移离空档位置时,泵调节器接收主控制阀发送的反向流量控制压力。 此时,主泵由反向流量控制压力控制。

参考有关动力换档系统的更多信息,请参阅系统操作, "先导液压系统"。

参考有关反向流量控制操作的更多信息,请参阅系统操作, "反向流量控制"。




图 1g00687567

P-Q 特性曲线

(A) 压力/流量点(减小冲程点)

(B) P-Q 特性曲线

每个泵的输出特性取决于下面的压力。

  • 泵输出回路压力

  • 动力换档压力

  • 反向流量控制压力

P-Q 特性曲线 (B) 从压力/流量点 (A) 体现出各泵的流速。 P-Q 特性曲线上的每个点均代表泵输出功率保持在稳定速率下的流速和压力。




图 2g00687288

泵室

(1) 比例减压阀(动力换档压力)

(44) 管路(到右泵调节器的反向流量控制压力)

(67) 管路(到比例减压阀的先导油流量)

(68) 管路(到左泵调节器的反向流量控制压力)

(69) 管路(从比例减压阀到左泵调节器的动力换档压力)




图 3g00687763

主泵

(6) 孔口(到右泵的反向流量控制压力)

(17) 孔口(到左泵的反向流量控制压力)




图 4g00747104

左泵调节器

(20) 斜盘

(26) 销

(31) 油道

(32) 油道

(33) 油道(右泵和左泵的平均输出压力)

(34) 导管

(35) 滑板

(36) 控制连杆

(38) 油道(动力换挡压力)

(41) 滑阀

(42) 先导活塞

(43) 控制活塞

(46) 油道

(47) 活塞

(48) 活塞室

(49) 油道

(50) 油道

(51) 套筒

(52) 台肩

(54) 销

(56) 左阀体

(65) 活塞室

(66) 油道

(P2) 左泵输出压力

左泵输出压力 (P2) 流经油道 (66) 和油道 (32) 后流过滑阀 (41) ,进入左腔室。 滑阀 (41) 计量经由油道 (49) 到达油道 (46) 、油道 (31) 和活塞室 (48) 的油流量控制活塞 (47) 的移动。

互感控制装置通过油道 (33) 输送右泵和左泵的平均输出压力 (PM) 。 总功率控制下,来自油道 (33) 的右泵和左泵的平均输出压力 (PM) 作用在先导活塞 (42) 的台肩 (52) 上。

动力换挡压力 (PS) 流经油道 (38) 作用到先导活塞 (42) 的右端。 右泵和左泵的平均输出压力 (PM) 与动力换档压力 (PS) 结合,以控制先导活塞 (42) 和滑阀 (41) 的运动。

反向流量控制中,反向流量控制压力 (PN) 从管路 (44) 进入活塞室 (65) 。 控制活塞 (43) 的右端受压。 控制活塞 (43) 通过对滑阀 (41) 施加作用力控制泵的输出流量。

活塞 (47) 的位置和移动决定了旋转斜盘 (20) 和套筒 (51) 的位置和移动。 销 (26) 将控制连杆 (36) 的一头连接到活塞 (47) 上。 控制连杆 (36) 的另一头通过销 (54) 连接到左阀体 (56) 。 活塞 (47) 移动时,控制连杆 (36) 以销 (54) 为轴转动。 控制连杆的移动使滑板 (35) 移动套筒 (51) 。 套筒 (51) 和滑阀 (41) 的移动导致油道 (49) 和 (50) 打开,和/或套筒 (51) 和滑阀 (41) 的移动导致油道 (49) 和 (50) 关闭。 随着活塞 (47) 向右移动,旋转斜盘 (20) 向最小角度位置移动。

备用位置




图 5g00747107

处于备用位置的主泵调节器

(20) 斜盘

(31) 油道

(32) 油道

(33) 油道(右泵和左泵的平均输出压力)

(36) 控制连杆

(38) 油道(动力换挡压力)

(39) 弹簧

(40) 弹簧

(41) 滑阀

(42) 先导活塞

(43) 控制活塞

(44) 油道(NFC)

(46) 油道

(47) 活塞

(48) 活塞室

(49) 油道

(50) 油道

(52) 台肩

(53) 活塞室

(55) 油道

(57) 止动块

(65) 活塞室

(P2) 左泵输出压力

图 5 显示左泵调节器处于 STANDBY(备用)位置。 所有操纵手柄和行驶操纵杆/踏板都处于空档位置。 主泵调节器由活塞室 (65) 内的反向流量控制压力 (PN) 控制。

发动机和泵控制器控制动力换档压力 (PS) 处于依赖发动机转速的水平。 当主泵调节器处于备用位置时,降低的动力换挡压力流经油道 (38) 。 降低的动力换挡压力作用到先导活塞 (42) 的端部上。

互感控制装置通过油道 (33) 输送右泵和左泵的平均输出压力 (PM) 。 右泵和左泵的平均输出压力 (PM) 作用在先导活塞 (42) 中心的台肩 (52) 上。 由于主泵调节器处于备用位置,因此油道 (33) 内的压力 (PM) 为低压备用压力。

所有的操纵手柄和行驶操纵杆/踏板均处于空档位置时,用于机具、回转和行驶的所有控制阀均处空档位置。 通过主控制阀中位旁通油道的机油流速最大。 通过中位旁通油道的油流在反向流量控制节流孔被限制。 高反向流量控制压力 (PN) 从主控制阀流经管路 (44) 和孔口 (17) ,流至左泵调节器的活塞室 (65) 。 反向流量控制压力最大时,泵输出流量保持最小(STANDBY(备用))。

反向流量控制压力 (PN) 从引导轮泵调节器的孔口 (17) 流入。 反向流量控制压力 (PN) 流入活塞室 (65) 。 当反向流量控制压力 (PN) 升高时,控制活塞 (43) 克服弹簧 (64) 的作用力被推到左端。 随着反向流量控制压力的进一步升高,控制活塞 (43) 向左推动先导活塞 (42) 和滑阀 (41) 。 当反向流量控制压力等于弹簧 (39) 、 (40) 和 (64) 的作用力时,控制活塞、先导活塞和滑阀的移动停止。 左泵输出压力 (P2) 现在在油道 (49) 中受阻。

活塞室 (48) 内的反向流量控制压力流经油道 (31) 、油道 (50) 、滑阀 (41) 和油道 (55) 到达泵的箱体排油口。

活塞室 (53) 中的左泵输出压力 (P2) 将活塞 (47) 推向右边。 活塞 (47) 向右移动,直到活塞接触挡块 (57) 为止。 控制连杆 (36) 使旋转斜盘 (20) 向最小角度位置转动。 最终,泵输出流量降低。

加大冲程位置




图 6g00747108

处于加大冲程位置的主泵调节器

(20) 斜盘

(31) 油道

(32) 油道

(33) 油道(右泵和左泵的平均输出压力)

(34) 导管

(36) 控制连杆

(38) 油道(动力换挡压力)

(39) 弹簧

(40) 弹簧

(41) 滑阀

(42) 先导活塞

(43) 控制活塞

(44) 油道(NFC)

(46) 油道

(47) 活塞

(48) 活塞室

(49) 油道

(50) 油道

(51) 套筒

(52) 台肩

(64) 弹簧

(65) 活塞室

(P2) 左泵输出压力

可使主泵流量增加的三种情况如下所示。

  • 系统压力降低或互感压力 (PM) 降低

  • 动力换挡压力降低

  • 反向流量控制压力降低

图 6 显示了由于反向流量控制压力降低而处于加大冲程位置的主泵调节器。

操纵手柄和/或行驶操纵杆/踏板均从空档位置缓慢移动,流经主控制阀中位旁通油道的油流速按照主控制阀中的独立滑阀的运动量来成比例降低。 反向流量控制压力按照滑阀运动的长度成比例降低。 因此,流入活塞室 (65) 的反向流量控制压力 (PN) 随操纵手柄和/或行驶操纵杆/踏板的移动量成比例降低。 控制活塞 (43) 克服弹簧 (39) 、 (40) 和 (64) 的作用力向右移动。 旋转斜盘 (20) 的角度逐步加大,而泵的输出流量逐步升高。 泵输出流量与操纵手柄和/或行驶操纵杆/踏板的运动量成比例,因此可执行机具的精细操作。 机具精细操作过程中,泵的输出流速由反向流量控制压力控制。

来自油道 (33) 的右泵和左泵的平均输出压力 (PM) 作用在先导活塞 (42) 的台肩 (52) 上。 动力换挡压力 (PS) 从油道 (38) 作用到先导活塞 (42) 的右端上。 压力 (PM) 和压力 (PS) 的合力试图克服弹簧 (39) 和 (40) 的作用力向左推动先导活塞 (42) 和滑阀 (41) 。 压力 (PM) 和压力 (PS) 的合力小于弹簧 (39) 和 (40) 的作用力。 弹簧 (39) 和 (40) 推动导管 (34) 向右移动。 套管 (51) 中滑阀 (41) 的位置关闭油道 (50) ,从而阻断左泵的输出压力 (P2) 向箱体排油的流动。 左泵的输出压力 (P2) 现在流经油道 (32) 、 (49) 、 (46) 和 (31) 至活塞室 (48) 。 现在左泵的输出压力 (P2) 作用在活塞 (47) 的两端。 由于活塞右端的表面积大于活塞左端的表面积,因此活塞 (47) 被推到最左端。 因此,控制连杆 (36) 将旋转斜盘 (20) 定位到最大角度位置处。 处于 UPSTROKE(加大冲程)位置时,泵输送最大输出流量。

DESTROKE(减小冲程)位置




图 7g00747110

处于减小冲程位置的主泵调节器

(20) 斜盘

(31) 油道

(32) 油道

(33) 油道(右泵和左泵的平均输出压力)

(35) 滑板

(36) 控制连杆

(38) 油道(动力换挡压力)

(39) 弹簧

(40) 弹簧

(41) 滑阀

(42) 先导活塞

(43) 控制活塞

(44) 油道(NFC)

(46) 油道

(47) 活塞

(48) 活塞室

(49) 油道

(50) 油道

(51) 套筒

(52) 台肩

(53) 活塞室

(55) 油道

(65) 活塞室

(P2) 左泵输出压力

下面列出了可导致来自主泵流量减小的三种工况。

  • 系统压力或互感压力 (PM) 升高

  • 动力换档压力升高

  • 反向流量控制压力升高

图 7 显示了由于系统压力升高而处于减少冲程位置的主泵调节器。

活塞室 (65) 内的反向流量控制压力低。 控制活塞 (43) 向右移动。

油道 (33) 中的右泵和左泵的平均输出压力 (PM) 升高。 升高的压力 (PM) 作用在先导活塞 (42) 的台肩 (52) 上。 先导活塞 (42) 将滑阀 (41) 推到左侧。 滑阀 (41) 压缩弹簧 (39) 和 (40) 。 油道 (50) 和 (49) 关闭,阻断从油道 (32) 流向活塞室 (48) 的左泵输出压力 (P2) 流动。

随着油道 (33) 中的右泵和左泵的平均输出压力 (PM) 进一步增加,先导活塞 (42) 和滑阀 (41) 进一步向左移动。 油道 (50) 打开。 油现在从活塞室 (48) 经由油道 (31) 、 (46) 、 (50) 和 (55) 流到泵的箱体排油口。 由于活塞室 (48) 内的压力现在低于活塞室 (53) 内的压力,因此活塞 (47) 向右移动。 因此,控制连杆 (36) 使旋转斜盘 (20) 向最小角度位置移动。

活塞 (47) 通过控制连杆 (36) 与套筒 (51) 相连。 随着活塞 (47) 的移动,控制连杆的移动使滑板 (35) 向左移动套筒 (51) 。 套筒 (51) 关闭油道 (49) 和 (50) 。 滑阀、套管和斜盘停止在保持以恒定速率向泵供应发动机功率的位置。

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