轴向柱塞泵与马达的低速特性
Presented by: Peter Achten 翻译整理：腾益登 此PPT不仅讨论低速特性，也会讨论轴向柱塞元件的高速特性。  下面阐述作者对现代科学的认知问题：愿意承认无知。观察与数学分析，找到解决方案。  关于静压机器试验台的介绍。  该试验台可做高低速测试。特殊设计的电机，带水冷，可在非常低的速度下运行。电机绕组特殊设计，实现扭矩平滑。 最近配置了速度传感器。电机工作转速可 在5和5000rpm之间运转。  为实现低速运转，增加了一个线性执行器和链式驱动装置。 测试装备除了具备在极大的转速范围内进行工作之外，同时还需要测试具有可重复性和可比性。  我们研发了这套新的测试台，就是为了更好的得到泵、马达以及系统产品。坦率讲，我们也好奇，泵和马达在这种极低工作转速下表现会如何?  现在就可以理解了，我们期望测试液压马达在极低转速的情况，因为他们常常启动时负载很大。  但是，我们为什么在这种工况测试泵的低转速呢? 毕竟，在低转速的时候，泄油损失常常很高，高于泵本身所产生的流量。在这种情况，泵不能建立任何压力，至少不能依靠它自己。 然而，问题的答案很简单。在真实情况，泵永远不依靠自己工作，... …但它总是系统的一部分。 一个很好的例子就是电液执行器。 在这个系统中，执行器可以作为一个独立的液压源。 而且，在应用中，泵常常工作在0转速。 任何泄漏均可导致执行器的非线性动作。 而且，在低速时的粘滑现象导致严重的摩擦行为，从而使得控制复杂化。 另外一个例子就是液压混合动力汽车或者其它的二次控制系统。在这里，蓄能器作为二次流量源。 而且这些系统常常工作在零转速。 这种在低速时的效率降低迫使设计者去提高元件尺寸，而其对效率又带来很大负作用。 现在我们来看看新测试台的测试结果。 我会展示两款泵和两款液压马达。它们的排量大约30ml/r。 这些泵包括轴向柱塞泵和径向柱塞泵。 马达为柱塞式，来自不同的供应商。  ...泵和马达拥有几乎接近的设计。  关于测试结果，首先，是扭矩损失，在200bar的时候测量。图表显示，轴向柱塞泵和径向柱塞泵有一些重要的差异，特别是在低速时。 比较而言，两款柱塞马达表现差不多。  如果采用对数法来展示，差异就变得非常清楚。 我们可以发现，径向柱塞泵具有极低的扭矩损失。 然而，最大的惊喜来自力士乐产品的巨大差异。虽然两种产品都拥有一样的结构，但是作为泵的损失比作为马达的损失大。  我们也测量了壳体流量损失。再次，径向柱塞泵与轴向柱塞泵具有很大的差异。这是可以预料的：径向柱塞产品并不具有压力补偿的间隙。 而且，在两种柱塞泵产品中，KYB马达比力士乐马达泄漏量更高。  测试也表明，对于力士乐的两款产品依然有巨大的差异：泵的泄漏比马达的泄漏高很多。 因此，我们可得知，不同的静压产品，损失是不一样的。甚或是类似的产品，作为泵或马达，他们也存在差异。 为了找到这些差异的根源，我们进行了低速测试。 低速测试时有几个优点。一个优点就是离心力，脉冲力，粘性摩擦力，以及其它与速度相关的力都降为0。同时，轴承之间的摩擦力由于液动力润滑的消失而增加。 简单来说，低速测试基本上只显示摩擦损失。 这是测试试验台的照片，展示了线性执行器和链轮的位置。 所有设备在低速下测试，不管泵还是马达。 通过该试验台，我们可以精确的测量低转速工况下液压设备的损失。 图示的是其中一组测试数据。左图显示的是：力士乐柱塞式马达，作为泵来测试;测试速度分别为：1rpm， 1/4 rpm和1/16 rpm。 图示有9个脉冲，与9个柱塞对应。 右边这张图显示的是同样的设备，但是作为马达来测试。泄漏量急剧增加。而且，在一个转速范围之类，也是变化的。 如果我们来看扭矩损失，可以发现在作为泵的运转时，其有极高的摩擦力矩。在400bar，理论扭矩是170Nm。但是，由于摩擦，设备需要两倍的驱动力矩，将近300Nm。 在低速下扭矩损失的减少是一种普遍的趋势，在我们测试的几乎所有的柱塞类产品具有类似表现。马达在低速测试的时候，具有较低的扭矩损失，但是更高的容积效率损失。 未来这些年，我们将进行更多的此类测试。  我们计划测试更多的泵和马达。 包括斜轴泵和马达、内啮合和外啮合齿轮泵、齿轮马达、以及更多...  那么，关于浮杯泵的工作原理是什么? 对此，我们也做了大量的泵和马达的测试工作。相关数据也可以在我们的专题讨论会的论文中找到。 目的是想展示更多的科研成果。但是，我不想被人认为我在广告，因为我看到不同的声音。 …商务时间来了  这些数据和图表是用对数图展示的不同产品的扭矩损失。 现在，让我来介绍一下浮杯泵的测试数据。  浮杯泵的工作原理具有极大的降低摩擦的效果。对于转速低于100rpm时，损失是非常小的。  此外，浮杯泵和马达的容积损失也比大多市面上的产品第很多。总的来说，浮杯泵的总效率可达到98%，远远高于很多现有产品。  亲爱的观众： 我们不是试图展示科学发现，我们正在展示的就是科学结果。 而且，我们认为我们找到了了新的解决办法和新的产品，其将大大的有益于整个液压行业。 但是，亲爱的观众，这不是在做广告。这是现代科技的最终目标。 在我再一次介绍 Yuval Harari之前，让我结束这次演讲。  “现代科学”，他说，“不应满足于创造理论”。 “利用这些理论，是为了获取更新的动力，特别是发现新的技术。” 这就是我们要做的。  |
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