Parker PVP达到设定压力后,流量为什么减小

采用压力补偿控制的Parker PVP,在出口压力达到补偿器设定值后,会减小斜盘角度和排量。执行器已经停止用油时,这种减流是正常调节;执行器仍需要流量却速度下降,则要比较压力限制、负载和实际供流。

本文采用PVP目录HY28-2662-CD/US、2023年7月版。讨论对象为目录中的压力补偿控制,其他远程压力、负载敏感或功率控制配置,应按各自控制原理判断。

压力补偿通过改变排量减少输出

斜盘角度决定泵每转的几何排量。出口压力达到设定值,补偿器把压力油引向伺服活塞,推动斜盘减小角度,泵输出流量随之下降。

当系统重新用油、出口压力短时下降,控制机构允许斜盘恢复更大角度,输出流量增加。因此,同样转速下,PVP实际供流会随需求和控制状态变化。

Parker PVP压力补偿器与伺服活塞原厂结构
原厂压力补偿控制图,展示出口压力、补偿器、伺服活塞和斜盘之间的作用关系。

这与定量泵持续供油、由溢流阀把多余流量排回油箱的工作方式不同。压力补偿泵接近保压状态时,主要供应相应泄漏与控制需求,具体最小流量和功率按型号曲线校核。

停在终点减流,通常符合保压工况

假设油缸运动时需要30 L/min、工作压力100 bar;到达终点后,泵压升到160 bar设定值,执行器不再持续消耗运动流量。泵减小排量,可以减少不必要的高压供油。

若停机保压时仍有2 L/min进入外部泄漏或用油支路,按160 bar计算,这部分液压输出功率约0.53 kW。若30 L/min持续在160 bar溢流,液压功率约8 kW,大部分会转为热量。

两个数值用于比较外部油流的能量,未包含泵机械损失、内部泄漏和控制损耗,不能把0.53 kW直接当作电机实际输入功率。

运动中到达设定压力,泵也会减流

假设负载增加后,油缸需要170 bar才能保持原来的运动,而泵压力补偿设定为160 bar。泵达到设定值便进入减排量调节,油缸无法在原速度下提供170 bar所需推力。

这时出现高压、低流量,符合压力限制正在起作用的表现。是否允许提高设定,需要按泵、执行器、管路、阀和电机能力重新核算,不能仅为恢复速度而调整。

如果油缸负载理论只需100 bar,泵口却达到160 bar,测量位置之间的节流损失、关闭通道或其他负载就值得核对。泵口压力高,不证明工作腔已经获得相同压力。

设备工况 压力与流量表现 对应判断
油缸到终点、无持续运动需求 到设定压力,流量下降 可符合正常压力补偿
运动负载超过设定压力可提供的推力 压力受限,速度下降 负载与压力限制不匹配
工作腔压力较低,泵口接近设定值 中间压差较大 检查阀口与管路损失
压力下降后供流仍不能恢复 动作持续缓慢 检查控制机构、供油及泵状态

远程压力和负载敏感配置有不同信号来源

目录的M配置通过远程压力控制影响补偿器,A配置为负载敏感流量控制。相同PVP系列,减流的触发条件和信号管路并不完全相同。

远程控制回路中的外接阀、先导管路与设定,会影响泵的工作压力。负载敏感回路则需要相应负载信号与节流压差条件,不能照普通压力补偿器的经验解释全部现象。

PVP负载敏感A控制的原厂信号油路
原厂A配置负载敏感控制示意,标出节流口及负载信号线;与前述普通压力补偿配置的控制条件不同。

铭牌和控制组件配置应与原回路图对应。控制代码未确认时,不适合把减流直接定义为控制器故障或泵磨损。

压力恢复与速度恢复应同时观察

假设动作开始后,出口压力从160 bar下降到110 bar,需求为30 L/min。压力补偿控制应对新需求产生相应增排量响应,但实际恢复时间与输出需要按具体型号和测试条件评估。

若指令和负载相同,冷机速度正常、热机明显偏慢,且压力低于限制值,热态供流和泄漏应纳入测试。如果压力一直处于设定上限,则负载及回路压损仍是重要条件。

泵壳泄油可以提供辅助信息,但要保留油温、出口压力、转速及相应型号允许条件。不能用一个没有测试条件的泄油量判断所有PVP是否报废,也不能为了比较而堵塞泄油管。

实际供流可以用动作时间作初步比较

有效面积50 cm²的油缸,200 mm行程用时2秒,平均速度100 mm/s,对应有效进油量约30 L/min;同样行程变为4秒,对应约15 L/min。

这个方法反映执行器获得的平均有效流量,不能直接等同于泵出口流量。支路分流、泄漏与阀口限制都可能影响结果。配合泵口与工作腔压力,可判断减流发生时的负载条件。

PVP到设定压力减流,是压力补偿控制的正常功能。需要区分的是停止用油时的正常减排量,以及运动过程中压力限制、供流不足或控制异常造成的速度下降;负载、测点压力和有效流量三项记录能够支持这个判断。