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1、第五节 舵机液压系统实例8-5-1泵控型舵机液压系统双向变量泵作主泵一般都采用闭式液压系统液压回路是闭式循环，工作油液不回油箱，而回到变量泵的吸人端，只需向系统补充少量油液来弥补其泄漏图817为典型国产泵控型舵机液压系统原理用斜盘式轴向柱塞变量泵作为主油泵采用直流伺服电机式电气遥控系统和浮动杆追随机构图片图片8-5-1-1 工况的选择 两台并联主泵，四个柱塞油缸其中1#、3#，和2#、4#缸各成一组分别与主泵两根主油管相连，可根据需要选用不同工况工况选择阀采用两个集成阀块，包括12个单向截止阀C1C4 称缸阀，平时常开，O1O4 称旁通阀，平时常闭如果某油缸因故不能工作(严重泄漏)可将它与另一
2、只油缸(如1#和3#)一起停用只要将停用的一对缸的缸阀关闭，一对旁通阀开启即可有的工况选择阀采用双阀座阀,(缸阀关闭的同时开启旁通阀)P1一P4称泵阀，平时常开驾驶台随时能启用任一台泵只有当主泵损坏需要修理时才将其一对泵阀关闭 8-5-1-1 工况的选择 单泵四缸工况适于开阔水面正常航行其最大扭矩等于公称转舵扭矩转舵时间能满足规范要求 双泵四缸工况适于进出港、窄水道航行或其它要求转舵速度较快的场合转舵速度较单泵四缸工况提高一倍，而转舵扭矩相同 单泵双缸工况在某缸有故障时采用转舵速度约较单泵四缸工作时提高一倍转舵扭矩则比四缸工作减小约一半必须用限制舵角(或降低速度)的方法来限制水动力矩否则工作P
3、可能超过Pmax而使安全阀开启8-5-1-2 主油路锁闭在主油路（主泵）上，装有成对的主油路锁闭阀本例采用双联液控单向阀13A、13B任何一台主油泵离开中位向任一方排油时其主油路上的一对液控单向阀便同时开启保证油路畅通当主泵停用或处于中位时这对阀自动关闭，以实现主油路的锁闭这种锁闭阀属主泵启阀式可调节流阀14A、14B用来调节液控单向阀中控制油的流速使主油路上单向阀及时开启回油，又使它在舵受负扭矩时关闭的速度尽可能减缓但当舵上负扭矩较大时，回油侧单向阀仍然难免骤然关闭，而产生撞击 8-5-1-2 主油路锁闭主油路锁闭阀作用：(1)锁闭备用泵油路防止工作泵排油经备用泵倒流旁通备用泵与工作泵的变量
4、机构彼此连接同步动作如果不将备用泵油路锁闭，它会反转(2)工作泵回到中位时将油路锁闭，以防跑舵当舵停在某一舵角时，在水压力作用下，两组油缸存在油压差泵内难免有泄漏，如果主油路不锁闭，舵停久了就可因泄漏而跑舵以上两点前者主要，后者在泵密封性较好时影响不明显有舵机主油路锁闭阀采用辅泵启阀式由辅泵排油开启不仅使主油路压力损失较小，又在辅泵失压时停止转舵这时锁闭阀在工作泵回中时，不起油路锁闭作用当主泵装有机械防反转装置时，可不设主油路锁闭阀 8-5-1-3 补油、放气和压力保护闭式系统都需要解决补油问题主泵排出侧油液难免有外漏转舵油缸中柱塞的位移容积就不足以补偿主泵所吸走的油液容积，吸人压力便会降低，
5、从而产生气穴(或吸进空气)，使泵的流量减小，噪音增加，甚至造成泵零部件的损坏为此，本系统设有辅泵3，经减压阀7以及单向阀8A、8B向低压侧油路补油若舵机主泵吸人性能好，允许有较低的吸人压力或有吸人真空度，也可不用辅泵补油，而只设补油柜，用补油管从油柜经单向阀接到主泵两根主油路上，以使在吸入侧压力降低时进行补油。8-5-1-3 补油、放气和压力保护系统在各油缸顶部和油管高处设放气阀以便在初次充油或必要时放气液压系统可以被隔断的各部分都需要分别设安全阀(15A、15B)安全阀的作用是：(1)在转舵时防止油泵排油侧压力超过最大工作压力过多，以免油泵过载，(2)在停止转舵时，当海浪或其它外力冲击舵叶而
6、导致管路油压过高时开启，使油路旁通，以保护管路、设备的安全8-5-1-4 辅油泵的作用 泵控式舵机液压系统大多设有辅泵，其流量一般不低于主泵流量的20，本系统所设辅泵3是齿轮泵，其功用如下：(1)为主油路补油。补油压力由减压阀7调定为08MPa左右。(2)为主油泵伺服变量机构提供控制油。本例主泵伺服变量的机构工作原理已在前面轴向柱塞泵部分述及(图中用液压图形符号表示)，这种控制油虽可经泵内的单向阀内供，但为了在主泵零位起步时提供控制油压和保证备用泵变量机构与工作泵同步动作，故还设有单向阀9A、9B和常开的旁通阀10，以使工作泵的辅泵能向两台主泵变量机构同时供油。至于所用的控制油压则由溢流阀11
7、调定为15MPa左右。(3)冷却主泵。以溢流阀11的溢油进人主泵壳体再流回油箱，以便对主泵起冷却和润滑作用。这对保证主泵在零位时的可靠运行颇有好处。有的舵机辅泵还为伺服油缸式遥控系统或电液换向阀提供控制油，用油压开启主油路锁闭阀。8-5-2 阀控型舵机液压系统采用定量油泵为主油泵使用电气遥控系统操纵电磁换向阀或电液换向阀，来控制油液流向和转舵方向油路采用闭式半闭式开式图818为典型的阀控型舵机的液压系统系统工作原理如下：哈特拉伯R4V型舵机液压系统8-5-2-1 阀控型舵机-工作原理M型液动换向阀6控制转舵油液流向兼作主油路锁闭阀电气遥控的H型电磁换向阀5做导阀先导式溢流阀(主阀3和导阀4)整
8、定压力为24MPa当换向阀5中位时，主油泵卸荷（溢流阀3外控油口通油箱）当换向阀离开中位时，其开启压力由导阀4整定主泵排油压力升高，控制阀6的偏移及经阀6去转舵达到指令舵角时，电反馈信号使阀5断电回中，主泵重新卸荷高置油箱可经单向阀1向系统补油只有在转舵时工作油液才进行封闭循环在停止转舵时，泵的排油全部排人油箱，利于油液散热8-5-2-2 阀控型舵机-工况选择 设有手动工况选择阀：缸阀Cl C4泵阀P1P4旁通阀U1U4正常工作时Ul、U2常闭其余阀常开当用No2泵带l、2缸工作时应关闭P1、P2：U1，其余阀全开当用No1泵带3、4缸工作时应关闭P3、P4、U2，其余阀全开8-5-2-3 阀
9、控型舵机-自动安全切换在两组油缸之间装有自动安全切换装置必要时自动使一对油缸与主油路隔断，并彼此旁通工作原理如下：当舵机某一套系统因油管破裂而严重失油时补油箱中液位降低开关Sl动作报警经过30s左右后，液位开关S2动作自动转换工作油泵，并使电磁导阀8线圈Yl通电l阀8左移l主泵油单向阀减压阀10（3MPa）阀8 液动阀9右移l使故障油缸3、4与工作主油路隔离并旁通l舵机自动转换为以1、2油缸工作8-5-2-3阀控型与泵控型舵机比较 与泵控型舵机相比阀控型泵和系统简单，初置费用较低缺点换向时液压冲击大阀工作可靠性也不如泵控型停止转舵时主泵流量并不减少(虽然排压较低)，油液发热，经济性差阀控型系统一般只用于中小功率场合阀控型舵机可采用开式系统油液在油箱中可较好散热和沉淀杂质但油箱容积较大，空气和杂质进入系统机会较多