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開式系統與閉式系統區別及優缺點

更新時間:2014/6/25 13:58:28點擊次數:513

開式系統

  開式系統是指液壓泵1從油箱5吸油,通過換向閥2給液壓缸3(或液壓馬達)供油以驅動工作機構,液壓缸3(或液壓馬達)的回油再經換向閥回油箱。在泵出口處裝溢流閥4。這種系統結構較為簡單。由于系統工作完的油液回油箱,因此可以發揮油箱的散熱、沉淀雜質的作用。但因油液常與空氣接觸,使空氣易于滲入系統,導致路上需設置背壓閥,這將引起附加的能量損失,使油溫升高。

  在開式系統中,采用的液壓泵為定量泵或單向變量泵,考慮到泵的自吸能力和避免產生吸空現象,對自吸能力差的液壓泵,通常將其工作轉速限制在額定轉速的75%以內,或增設一個輔助泵進行灌注。工作機構的換向則借助于換向閥。換向閥換向時,除了產生液壓沖擊外,運動部件的慣性能將轉變為熱能,而使液壓油的溫度升高。但由于開式系統結構簡單,仍被大多數起重機所采用。

  閉式系統

  在閉式系統中,液壓泵的進油管直接與執行元件的回油管相連,工作液體在系統的管路中進行封閉循環。閉式系統結構較為緊湊,不口空氣接觸機會較少,空氣不易滲入系統,故傳動的平穩性好。工作機構的變速和換向靠調節泵或馬達的變量機構實現,避免了在開式系統換向過程中所出現的液壓沖擊和能量損失。但閉式系統較開式系統復雜,由于閉式系統工作完的油液不回油箱,油液的散熱和過濾的條件較開式系統差。為了補償系統中的泄漏,通常需要一個小容量的補液泵進行補油和散熱,因此這種系統實際上是一個半閉式系統。

  一般情況下,閉式系統中的執行元件若采用雙作用單活塞桿液壓缸時,由于大小腔流量不等,在工作過程中,會使功率利用率下降。所以閉式系統中的執行元件一般為液壓馬達。

  工程機械液壓傳動系統,有開式系統和閉式系統,國內小噸位汽車起重機通常采取具有換向閥把持的開式系統,實現履行機構正、反方向活動及制動的請求。中、大噸位起重機大多采用閉式系統,閉式系統采取雙向變量液壓泵,通過泵的變量轉變主油路中液壓油的流量和方向,來實現履行機構的變速和換向,這種節制方法,可以充足體現液壓傳動的長處。

  重型機械廠中、大噸位起重機液壓工作裝置,通常采取斜盤式軸向柱塞變量泵和定量馬達組成的閉式系統。斜盤式變量柱塞泵的流量與驅動轉速及排量成正比,并且可無級變量。閉式回路中變量泵的出油口和馬達的進油口相連,馬達的出油口和泵的進油口相連,組成一個封閉的液壓油路,無需換向閥,通過調節變量泵斜盤的角度來轉變泵的流量及壓力油的方向,從而改變馬達的轉速和旋轉方向。變量泵的流量隨斜盤擺角變更可從零增添到最大值。當斜盤擺過中位,可以安穩轉變液體流動方向,因此微動性好,且工作安穩。

  閉式液壓驅動系統在工作中不斷有油液泄露(連續的高壓油內泄是元件設計的固有產物),為了彌補這些泄漏和耗費,保持閉式系統正常工作,必需給閉式體系及時彌補油液。閉式系統主泵上通軸附設一個小排量補油泵,由于補油泵的排量和壓力相對主泵均很小,所以其附加功率喪失通常僅為傳動裝置總功率的1%~2%,可以忽咯不計。在閉式系統液壓工作裝置中設有補油溢流閥和補油單向閥,補油溢流閥限制最高補油壓力,補油單向閥依據兩側管路液壓油壓力的高下,選擇補油方向,向主油路低壓側補油,以補償由于泵、馬達容積喪失所泄露的流量;主泵的兩側設有兩個高壓溢流閥,斜盤快速擺動時呈現的壓力峰值及最大壓力由高壓溢流閥維護,防止泵和馬達超載;該液壓裝置中還設有壓力切斷閥,壓力切斷閥相當于一種壓力調節,當到達設定的壓力時,將油泵的排量回調到為零的狀況。另外,在補油泵出口處還設有過濾器,對液壓系統工作介質進行過濾,進步了液壓油的干凈度。

  閉式體系具有以下優點:

  (1)目前閉式系統變量泵均為集成式構造,補油泵及補油、溢流、把持等功效閥組集成于液壓泵上,使管路銜接變得簡略,不僅縮小了安裝空間,而且減少了由管路銜接造成的泄露和管道振動,進步了體系的可靠性,簡化了操作進程。

  (2)補油系統不僅能在主泵的排量產生變更時保證容積式傳動的響應,進步系統的動作頻率,還能增添主泵進油口處壓力,防止大流量時產賭氣蝕,可有效提高泵的轉速和防止泵吸空,提高工作壽命;補油系統中裝有過濾器,提高傳動裝置的可靠性和應用壽命;另外,補油泵還能便利的為一些低壓幫助機構供給動力。

  (3)由于僅有少量油液從油箱中汲取,減少了油箱的損耗。

  開式液壓系統的特點:

  (1)一般采用雙泵或三本供油,先導油由單獨的先導泵提供。有些液壓執行元件所需功率大需要合流供油,合流有兩種方式:①閥內合流。一般有雙泵合流供給一個閥桿,在由該閥一般桿控制供油給所需合流的液壓執行元件。該合流方式的閥桿的孔徑設計需要考慮多泵供油所虛的流通面積。②閥外合流。雙泵分別通過各自閥桿,通過兩閥泛聯動操縱,在閥桿外合流供油給所需合流的液壓執行元件。雖然操縱結構相對復雜、體積較大,但由于流經閥桿的餓是單泵流量,閥桿孔徑相對較小,而且有可能與其他閥桿通用。

  (2)多路閥常進行分塊且分泵供油,每一閥組根據實際需要可利用直通供油道和并聯供油道兩種油道。前者可實現優先供油,既上游閥桿動作時,壓力油就供給該閥桿操縱的液壓元件,而下游閥桿操縱的液壓元件就不能動作。后者可實現并供油。

  (3)為滿足多種作業工況及復合動作要求,一般采用簡單的通斷型二位二痛閥和插裝閥,把油從某一油路直接引到另一油路,并往往采用單向閥防止油回流,構成單向通道。通斷閥操縱有以下3種方式:①采用先導操縱油聯動操縱,先導操縱油在控制操縱閥桿移動的同時,聯動操縱通斷閥。②采用操縱閥中增加一條油道作為控制通斷閥的油道,這樣在操縱操縱閥的同時,也操縱了通斷閥的開閉。

  開式油路的另一缺點是:當一個泵供多個執行器同時動作時,因液壓油首先向負載輕的執行器流動,導致高負載的執行器動 作困難,因此,需要對負載輕的執行器控制閥桿進行節流。

  閉式液壓系統具有以下優點:

  (1)目前閉式系統變量泵均為集成式結構,補油泵及補油、溢流、控制等功能閥組集成于液壓泵上,使管路連接變得簡單,不僅縮小了安裝空間,而且減少了由管路連接造成的泄漏和管道振動,提高了系統的可靠性,簡化了操作過程。

  (2)補油系統不僅能在主泵的排量發生變化時保證容積式傳動的響應,提高系統的動作頻率,還能增加主泵進油口處壓力,防止大流量時產生氣蝕,可有效提高泵的轉速和防止泵吸空,提高工作壽命;補油系統中裝有過濾器,提高傳動裝置的可靠性和使用壽命;另外,補油泵還能方便的為一些低壓輔助機構提供動力。

  (3)由于僅有少量油液從油箱中吸取,減少了油箱的損耗。

(編輯:網站管理員)

 

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