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开式系 统与闭式系统区别及优缺点

更新时间:2014/6/25 13:58:28点击次数:485

开式系统

  开式系统是指液压泵1从油箱5吸油,通过换向阀2给液压缸3(或液压马达)供油以驱动工作机构,液压缸3(或液压马达)的回油 再经换向阀回油箱。在泵出口处装溢流阀4。这种系 统结构较为简单。由于系 统工作完的油液回油箱,因此可 以发挥油箱的散热、沉淀杂质的作用。但因油 液常与空气接触,使空气易于渗入系统,导致路 上需设置背压阀,这将引 起附加的能量损失,使油温升高。

  在开式系统中,采用的 液压泵为定量泵或单向变量泵,考虑到 泵的自吸能力和避免产生吸空现象,对自吸 能力差的液压泵,通常将 其工作转速限制在额定转速的75%以内,或增设 一个辅助泵进行灌注。工作机 构的换向则借助于换向阀。换向阀换向时,除了产生液压冲击外,运动部 件的惯性能将转变为热能,而使液 压油的温度升高。但由于 开式系统结构简单,仍被大 多数起重机所采用。

  闭式系统

  在闭式系统中,液压泵 的进油管直接与执行元件的回油管相连,工作液 体在系统的管路中进行封闭循环。闭式系 统结构较为紧凑,不口空 气接触机会较少,空气不易渗入系统,故传动的平稳性好。工作机 构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现,避免了 在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式 系统较开式系统复杂,由于闭 式系统工作完的油液不回油箱,油液的 散热和过滤的条件较开式系统差。为了补 偿系统中的泄漏,通常需 要一个小容量的补液泵进行补油和散热,因此这 种系统实际上是一个半闭式系统。

  一般情况下,闭式系 统中的执行元件若采用双作用单活塞杆液压缸时,由于大小腔流量不等,在工作过程中,会使功率利用率下降。所以闭 式系统中的执行元件一般为液压马达。

  工程机 械液压传动系统,有开式 系统和闭式系统,国内小 吨位汽车起重机通常采取具有换向阀把持的开式系统,实现履行机构正、反方向 活动及制动的请求。中、大吨位 起重机大多采用闭式系统,闭式系 统采取双向变量液压泵,通过泵 的变量转变主油路中液压油的流量和方向,来实现 履行机构的变速和换向,这种节制方法,可以充 足体现液压传动的长处。

  重型机械厂中、大吨位 起重机液压工作装置,通常采 取斜盘式轴向柱塞变量泵和定量马达组成的闭式系统。斜盘式 变量柱塞泵的流量与驱动转速及排量成正比,并且可无级变量。闭式回 路中变量泵的出油口和马达的进油口相连,马达的 出油口和泵的进油口相连,组成一 个封闭的液压油路,无需换向阀,通过调 节变量泵斜盘的角度来转变泵的流量及压力油的方向,从而改 变马达的转速和旋转方向。变量泵 的流量随斜盘摆角变更可从零增添到最大值。当斜盘摆过中位,可以安 稳转变液体流动方向,因此微动性好,且工作安稳。

  闭式液 压驱动系统在工作中不断有油液泄露(连续的 高压油内泄是元件设计的固有产物),为了弥 补这些泄漏和耗费,保持闭 式系统正常工作,必需给 闭式体系及时弥补油液。闭式系 统主泵上通轴附设一个小排量补油泵,由于补 油泵的排量和压力相对主泵均很小,所以其 附加功率丧失通常仅为传动装置总功率的1%~2%,可以忽咯不计。在闭式 系统液压工作装置中设有补油溢流阀和补油单向阀,补油溢 流阀限制最高补油压力,补油单 向阀依据两侧管路液压油压力的高下,选择补油方向,向主油路低压侧补油,以补偿由于泵、马达容 积丧失所泄露的流量;主泵的 两侧设有两个高压溢流阀,斜盘快 速摆动时呈现的压力峰值及最大压力由高压溢流阀维护,防止泵和马达超载;该液压 装置中还设有压力切断阀,压力切 断阀相当于一种压力调节,当到达设定的压力时,将油泵 的排量回调到为零的状况。另外,在补油 泵出口处还设有过滤器,对液压 系统工作介质进行过滤,进步了 液压油的干净度。

  闭式体 系具有以下优点:

  (1)目前闭 式系统变量泵均为集成式构造,补油泵及补油、溢流、把持等 功效阀组集成于液压泵上,使管路衔接变得简略,不仅缩小了安装空间,而且减 少了由管路衔接造成的泄露和管道振动,进步了体系的可靠性,简化了操作进程。

  (2)补油系 统不仅能在主泵的排量产生变更时保证容积式传动的响应,进步系统的动作频率,还能增 添主泵进油口处压力,防止大 流量时产赌气蚀,可有效 提高泵的转速和防止泵吸空,提高工作寿命;补油系 统中装有过滤器,提高传 动装置的可靠性和应用寿命;另外,补油泵 还能便利的为一些低压帮助机构供给动力。

  (3)由于仅 有少量油液从油箱中汲取,减少了油箱的损耗。

  开式液压系统的特点:

  (1)一般采 用双泵或三本供油,先导油 由单独的先导泵提供。有些液 压执行元件所需功率大需要合流供油,合流有两种方式:①阀内合流。一般有 双泵合流供给一个阀杆,在由该 阀一般杆控制供油给所需合流的液压执行元件。该合流 方式的阀杆的孔径设计需要考虑多泵供油所虚的流通面积。②阀外合流。双泵分 别通过各自阀杆,通过两阀泛联动操纵,在阀杆 外合流供油给所需合流的液压执行元件。虽然操 纵结构相对复杂、体积较大,但由于 流经阀杆的饿是单泵流量,阀杆孔径相对较小,而且有 可能与其他阀杆通用。

  (2)多路阀 常进行分块且分泵供油,每一阀 组根据实际需要可利用直通供油道和并联供油道两种油道。前者可实现优先供油,既上游阀杆动作时,压力油 就供给该阀杆操纵的液压元件,而下游 阀杆操纵的液压元件就不能动作。后者可实现并供油。

  (3)为满足 多种作业工况及复合动作要求,一般采 用简单的通断型二位二痛阀和插装阀,把油从 某一油路直接引到另一油路,并往往 采用单向阀防止油回流,构成单向通道。通断阀操纵有以下3种方式:①采用先 导操纵油联动操纵,先导操 纵油在控制操纵阀杆移动的同时,联动操纵通断阀。②采用操 纵阀中增加一条油道作为控制通断阀的油道,这样在 操纵操纵阀的同时,也操纵 了通断阀的开闭。

  开式油 路的另一缺点是:当一个 泵供多个执行器同时动作时,因液压 油首先向负载轻的执行器流动,导致高 负载的执行器动 作困难,因此,需要对 负载轻的执行器控制阀杆进行节流。

  闭式液 压系统具有以下优点:

  (1)目前闭 式系统变量泵均为集成式结构,补油泵及补油、溢流、控制等 功能阀组集成于液压泵上,使管路连接变得简单,不仅缩小了安装空间,而且减 少了由管路连接造成的泄漏和管道振动,提高了系统的可靠性,简化了操作过程。

  (2)补油系 统不仅能在主泵的排量发生变化时保证容积式传动的响应,提高系统的动作频率,还能增 加主泵进油口处压力,防止大 流量时产生气蚀,可有效 提高泵的转速和防止泵吸空,提高工作寿命;补油系 统中装有过滤器,提高传 动装置的可靠性和使用寿命;另外,补油泵 还能方便的为一些低压辅助机构提供动力。

  (3)由于仅 有少量油液从油箱中吸取,减少了油箱的损耗。

(编辑:网站管理员)

 

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