1、第五节 舵机液压系统实例8-5-1泵控型舵机液压系统w 双向变量泵作主泵w 一般都采用闭式液压系统n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w 图817为典型国产泵控型舵机液压系统原理n用斜盘式轴向柱塞变量泵作为主油泵n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8-5-1-1 工况的选择 w 两台并联主泵，四个柱塞油缸n其中1#、3#，和2#、4#缸各成一组n分别与主泵两根主油管相连，可根据需要选用不同工况w 工况选择阀采用两个集成阀块，包括12个单向截止阀nC1C4 称缸阀，平时常开，nO1O4 称旁通阀，平时常闭l如果某油缸因故
2、不能工作(严重泄漏)l可将它与另一只油缸(如1#和3#)一起停用l只要将停用的一对缸的缸阀关闭，一对旁通阀开启即可l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)nP1一P4称泵阀，平时常开l驾驶台随时能启用任一台泵l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 w 单泵四缸工况n适于开阔水面正常航行n其最大扭矩等于公称转舵扭矩n转舵时间能满足规范要求 w 双泵四缸工况n适于进出港、窄水道航行或其它要求转舵速度较快的场合n转舵速度较单泵四缸工况提高一倍，而转舵扭矩相同 w 单泵双缸工况n在某缸有故障时采用n转舵速度约较单泵四缸工作时提高一倍n转舵扭矩则比四缸
3、工作减小约一半n必须用限制舵角(或降低速度)的方法来限制水动力矩l否则工作P可能超过Pmax而使安全阀开启8-5-1-2 主油路锁闭w 在主油路（主泵）上，装有成对的主油路锁闭阀w 本例采用双联液控单向阀13A、13Bn任何一台主油泵离开中位向任一方排油时l其主油路上的一对液控单向阀便同时开启l保证油路畅通n当主泵停用或处于中位时l这对阀自动关闭，以实现主油路的锁闭w 这种锁闭阀属主泵启阀式n可调节流阀14A、14B用来调节液控单向阀中控制油的流速n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n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
4、-2 主油路锁闭w 主油路锁闭阀作用：n(1)锁闭备用泵油路l防止工作泵排油经备用泵倒流旁通l备用泵与工作泵的变量机构彼此连接同步动作l如果不将备用泵油路锁闭，它会反转n(2)工作泵回到中位时l将油路锁闭，以防跑舵l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l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n以上两点前者主要，后者在泵密封性较好时影响不明显w 有舵机主油路锁闭阀采用辅泵启阀式n由辅泵排油开启n不仅使主油路压力损失较小，又在辅泵失压时停止转舵n这时锁闭阀在工作泵回中时，不起油路锁闭作用n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
5、气和压力保护w 闭式系统都需要解决补油问题n主泵排出侧油液难免有外漏n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，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n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n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w 系统在各油缸顶部和油管高处设放气阀n以便在初次充油或必要时放气w 液压系统可以被隔断的各部分都需要
6、分别设安全阀(15A、15B)w 安全阀的作用是：n(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，n(2)在停止转舵时，当海浪或其它外力冲击舵叶而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w 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：w(1)为主油路补油。补油压力由减压阀7调定为08MPa左右。w(2)为主油泵伺服变量机构提供控制油。n主泵伺服变量的机构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9
7、A、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n所用的控制油压则由溢流阀11调定为15MPa左右。w(3)冷却主泵n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n这对保证主泵在零位时的可靠运行颇有好处n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w 采用定量油泵为主油泵w 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w 油路采用n闭式n半闭式n开式w 图818为典型的阀控型舵机的液压系统w 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
8、控型舵机-工作原理w M型液动换向阀6n控制转舵油液流向n兼作主油路锁闭阀n电气遥控的H型电磁换向阀5做导阀w 先导式溢流阀(主阀3和导阀4)n整定压力为24MPan当换向阀5中位时，主油泵卸荷（溢流阀3外控油口通油箱）n当换向阀离开中位时，其开启压力由导阀4整定l主泵排油压力升高，控制阀6的偏移及经阀6去转舵l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w 高置油箱可经单向阀1向系统补油w 只有在转舵时工作油液才进行封闭循环n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w 设有手动工况选择阀：n缸阀Cl C4n泵阀P1P4n旁通阀U1U4w
9、正常工作时nUl、U2常闭n其余阀常开w 当用No2泵带l、2缸工作时n应关闭P1、P2：U1，其余阀全开w 当用No1泵带3、4缸工作时n应关闭P3、P4、U2，其余阀全开8-5-2-3 阀控型舵机-自动安全切换w 在两组油缸之间装有自动安全切换装置n必要时自动使一对油缸与主油路隔断，并彼此旁通w 工作原理如下：n当舵机某一套系统因油管破裂而严重失油时l补油箱中液位降低l开关Sl动作报警l经过30s左右后，液位开关S2动作l自动转换工作油泵，并使电磁导阀8线圈Yl通电w阀8左移w主泵油单向阀减压阀10（3MPa）阀8 液动阀9右移w使故障油缸3、4与工作主油路隔离并旁通w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w 与泵控型舵机相比w 阀控型泵和系统简单，初置费用较低w 缺点n换向时液压冲击大n阀工作可靠性也不如泵控型n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w 阀控型系统一般只用于中小功率场合w 阀控型舵机可采用开式系统n油液在油箱中可较好散热和沉淀杂质n但油箱容积较大，空气和杂质进入系统机会较多
