液壓回路是一種系統(tǒng),該系統(tǒng)包括一組相互連接的離散組件,這些組件用于傳輸液體,該系統(tǒng)的目的可能是控制流體流向何處(如在熱力學(xué)系統(tǒng)中的冷卻劑管網(wǎng)絡(luò)中)或控制流體的壓力(如在液壓放大器中)。例如,液壓機(jī)械使用液壓回路(其中的液壓流體被推動(dòng)時(shí),在壓力下,通過液壓泵,管道,管子,軟管,液壓馬達(dá),液壓缸等)來移動(dòng)重物。電路理論的成功啟發(fā)了用分立組件描述流體系統(tǒng)的方法,就像電路原理在元件是離散的和線性的時(shí)一樣,液壓電路理論在元件(無源元件,例如管道或傳輸線,或有源元件,例如動(dòng)力裝置或泵)是離散且線性時(shí)最有效。通常,這意味著液壓回路分析最適合帶有離散泵的長而細(xì)的管,如化學(xué)工藝流程系統(tǒng)或微型設(shè)備中所見。
一、液壓回路包括以下組件:
1)主動(dòng)組件:液壓動(dòng)力站。
2)傳輸線:液壓膠管。
3)無源元件:液壓缸。
為了使液壓油起作用,它必須先流到執(zhí)行器和/或電動(dòng)機(jī),然后再返回到油箱,然后將流體過濾并重新泵送,液壓油所經(jīng)過的路徑稱為液壓回路,其類型有幾種。
開式中心回路使用提供連續(xù)流量的泵,流量通過控制閥的打開中心返回到油箱;也就是說,當(dāng)控制閥居中時(shí),它為油箱提供了一個(gè)開放的返回路徑,并且不會(huì)將流體泵送至高壓。否則,如果控制閥被致動(dòng),它將使流體進(jìn)出執(zhí)行器和油箱,由于泵具有恒定的輸出,因此流體的壓力將上升以滿足任何阻力。如果壓力升高過高,則流體會(huì)通過泄壓閥返回油箱,多個(gè)控制閥可以串聯(lián)堆疊,這種類型的回路可以使用便宜的恒排量泵。
封閉的中央回路可為控制閥提供全壓,無論是否已致動(dòng)任何閥,泵改變流量,泵送很少的液壓油,直到操作員操作閥門。因此,該閥的閥芯不需要打開到油箱的中心返回路徑,多個(gè)閥可以并聯(lián)連接,所有閥的系統(tǒng)壓力均相等。
二、液壓回路的類型:
1)開環(huán)電路
開環(huán):泵的入口和電動(dòng)機(jī)的回油口(通過方向閥)連接到液壓油箱。術(shù)語“循環(huán)”適用于反饋;正確的術(shù)語是開路還是閉路“電路”。開式中心回路使用提供連續(xù)流量的泵,流量通過控制閥的打開中心返回到油箱。也就是說,當(dāng)控制閥居中時(shí),它會(huì)向油箱提供一個(gè)開放的返回路徑,并且不會(huì)將流體泵送至高壓。否則,如果控制閥被致動(dòng),它將使流體進(jìn)出執(zhí)行器和油箱,由于泵具有恒定的輸出,因此流體的壓力將上升以滿足任何阻力。如果壓力升高過高,則流體會(huì)通過泄壓閥返回油箱,多個(gè)控制閥可以串聯(lián)堆疊,這種類型的電路可以廉價(jià)地使用。
2)閉環(huán)電路
閉環(huán):電機(jī)回路直接連接到泵的入口。為了保持低壓側(cè)的壓力,回路中有一個(gè)補(bǔ)油泵(一個(gè)小型齒輪泵),可將冷卻和過濾后的機(jī)油供應(yīng)到低壓側(cè),閉環(huán)電路通常用于移動(dòng)應(yīng)用中的靜液壓傳動(dòng)。優(yōu)點(diǎn):無方向閥且響應(yīng)性更好,回路可在較高壓力下工作,泵的旋轉(zhuǎn)角度覆蓋正向和反向流動(dòng)方向。缺點(diǎn):該泵無法輕松地用于任何其他液壓功能,并且由于油流的交換有限,冷卻可能成為問題。大功率閉環(huán)系統(tǒng)通常必須在回路中裝配一個(gè)“沖洗閥”,以交換比來自泵和電動(dòng)機(jī)的基本泄漏流量更多的流量,以增強(qiáng)冷卻和過濾效果。沖洗閥通常集成在馬達(dá)殼體中,以對(duì)在馬達(dá)殼體本身中旋轉(zhuǎn)的機(jī)油起到冷卻作用。
由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將達(dá)到4000-5000轉(zhuǎn)/分鐘,甚至在最高車速時(shí)甚至更高,電動(dòng)機(jī)因旋轉(zhuǎn)效應(yīng)而產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)殼體損失和滾珠軸承的損失可能會(huì)很大。泄漏流量以及多余的沖洗流量必須由補(bǔ)油泵提供。因此,如果變速箱設(shè)計(jì)用于高壓和高電動(dòng)機(jī)速度,那么大型補(bǔ)油泵就非常重要。當(dāng)長時(shí)間以高車速使用靜液壓傳動(dòng)裝置時(shí),例如,將機(jī)器從一個(gè)工作地點(diǎn)運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)工作地點(diǎn)時(shí),高油溫通常是一個(gè)主要問題,長時(shí)間的高油溫將大大縮短變速箱的使用壽命。為了降低油溫,必須降低運(yùn)輸過程中的系統(tǒng)壓力,這意味著必須將電動(dòng)機(jī)的最小排量限制為合理的值,建議在運(yùn)輸過程中回路壓力約為200-250 bar。
移動(dòng)設(shè)備中的閉環(huán)系統(tǒng)通常用于變速箱,以替代機(jī)械和液力(變矩器)變速箱。優(yōu)點(diǎn)是無級(jí)變速比(無級(jí)變速/扭矩),并且根據(jù)負(fù)載和運(yùn)行條件更靈活地控制變速比。靜液壓傳動(dòng)裝置通常限制在最大功率200 kW左右,因?yàn)榕c靜液壓傳動(dòng)裝置相比,更高功率時(shí)總成本變得過高。因此,例如大型輪式裝載機(jī)和重型機(jī)械通常配備有變矩器變速器。變矩器變速器的最新技術(shù)成就提高了效率,軟件開發(fā)也改善了特性,例如在運(yùn)行過程中可選擇的換檔程序和更多的檔位。