摘　要：　提出一種新的高壓雙泵保壓設計方案，經過分析、對比，證明其對降低制造成本，提高系統效率，延長系統使用壽命等方面具有明顯優勢。 　　 關鍵詞：　保壓　泄漏　氧化 1　前言 保壓回路在液壓機床及設備中被廣泛應用，其中以雙泵保壓回路使用較多。該回路使用2個不同工作參數的泵組合作為動力元件，一個泵為大排量低壓泵，另一個為小排量高壓泵。兩者協調供油實現液壓系統各執行元件的運動及保壓。采用雙泵保壓回路，可以提高系統運行效率，減少能耗。保壓回路系統的設計應依據具體工作場合及要求而進行合理選擇，要依照特有的參數如保壓時間長短，保壓壓力高低，執行元件運行速度等選擇設計方案，力求達到經濟、合理、高效。 2　一般方法設計 在設計液壓系統時，人們往往首先想到的是套用各種常用回路，然而不是所有的液壓系統都可照搬常用回路而不區別具體的功能要求。設計既要考慮使用性能，也要考慮經濟性能以及安全因素等，否則設計可能出現不合理。圖1是一種簡單液壓機的液壓原理圖。其執行的功能是下壓工件——保壓——頂出工件。該機要完成此項工作，其設定的壓力分別為低壓泵3MPa，高壓泵29 MPa。低壓泵的額定流量160L／min，額定壓力6.3MPa；高壓泵的額定流量10L／min，額定壓力31.5MPa。 　　 從圖1和技術參數中可以分析該液壓系統運行情況及高壓保壓功能。當主液壓缸1之電液換向閥通電換向時，控制高、低壓泵卸載的電磁閥均通電換向，兩泵以較低的壓力共同供油給系統，使主缸作下壓運動。當主缸下壓工件到位并進行保壓時，系統壓力升高至壓力繼電器設定壓力，壓力繼電器發出信號，低壓泵電磁閥通電，低壓泵卸載。此時，高壓泵的高壓油供給主缸進行保壓。高壓油除部分來彌補系統泄漏外，其余經高壓泵溢流閥流回油箱。 從原理看，該系統能夠完整執行液壓機各工作程序，但如果結合其技術參數分析，也不難看出此原理存在的不合理之處：該系統既要求在高壓時工作，也要求在中低壓情況下工作。如主缸1和頂出缸2的上升、下降處在低壓狀態，而主缸保壓期間系統則處于高壓狀況下。從圖1了解到保壓時，高壓油與高壓泵的溢流閥、卸荷電磁閥、單向閥、壓力繼電器、壓力表開關、主缸電液換向閥、頂出缸電液換向閥及兩液壓缸相貫通。由此，這些元件的額定耐壓等級就須選擇為31.5 MPa。 3　合理方法設計 液壓元件的價格與其技術參數如壓力等級、流量等級等有關。壓力、流量等級高，則價格高，反之則低。因此，在設計系統、選用元件時要合理降低成本。從圖1分析，低壓泵的溢流閥、卸荷電磁閥、壓力表開關于中低壓狀態下工作，兩泵出油口以外元件要在高壓情況下工作，或要與高壓油相連通。那么，能否有更合適的液壓系統來代替呢?回答是肯定的。如果將上述液壓機原理設計成如圖2所示，將使該高壓保壓回路更趨合理。圖2中，低壓、高壓泵在主液壓缸作下降運動時，同時向液壓缸供油。當主缸下降到位后，系統壓力升高，壓力繼電器發出信號，泵1卸載，此時高壓泵就直接供高壓油于主缸實施高壓保壓，其特點是高壓油無需經過主缸電液換向閥，也不會與頂出缸及其電液閥相串通，液控單向閥在系統產生高壓時阻隔了高壓油與這些元件的連通。當保壓完成后，主液壓缸則通過電液換向閥上升電磁鐵通電（與此同時低壓泵卸載電磁閥通電），低壓泵恢復供油，并打開液控單向閥，這時高壓泵油經液控單向閥、電液換向閥回油箱。當主缸上升到位碰行程開關，電液閥斷電復中位，則兩泵卸荷電磁閥也隨之斷電，兩泵均卸載。 4 分析、比較 比較圖1、圖2兩種液壓系統，不難得這樣的結論，兩種系統功能基本相同，但圖2產生的最終效果將優于圖1。具體表現在以下幾個方面： 　　 ① 可降低制造成本 　　 液壓閥芯在閥體內要運動，液壓缸活塞在缸體內要運動，這種相對運動要有間隙，而間隙的大小又取決于閥等元件的工作壓力等級，也取決于元件加工工藝性能。工作壓力越高，元件要求間隙越小，配合精度也就要求越高，對材料的要求也越高，相應加工難度也加大，制造成本也要提高。如同樣額定流量的元件，額定壓力為中低壓（≤6.3MPa），其閥芯與閥體配合間隙可比高壓（31.5MPa）閥大3～4倍，液壓缸活塞與缸體配合，以及活塞桿與缸導向套配合精度要求也是如此。因此，高壓閥、高壓缸等元件成本要高不少。圖2所示系統可使得在圖1系統中處于高壓等級的2套電液閥及頂出缸脫離高壓區，而始終處于中低壓情況下工作。僅此就可降低大量成本。 　　 ② 可降低系統泄漏 　　 影響液壓系統效率的一個重要因素是系統內外泄漏。在高壓油區泄漏表現尤為突出。以系統中的電液換閥為例。比較處在中低壓系統中的電液換閥和處在高壓系統中的高壓系列電液換向閥，可以得出兩閥的內泄漏量之比為1∶60。比如在中低壓（≤6.3MPa）壓力系統中流量為200 L／min的電液換向閥，其內泄漏量≤30mL／min，而在高壓（如31.5MPa）系統壓力中，同樣流量的電液閥內泄漏量達到1.8L／min，按圖1系統原理，兩電液換向閥及頂出缸的內泄漏總量將超過5L／min，超過系統高壓泵所能提供油量的一半?？梢娦孤┰诟邏合到y中特別嚴重。而圖2系統避免了2套電液換向閥和頂出缸接觸高壓油，也就可使系統泄漏大大減輕。泄漏量降低，功率損耗也可降低，高壓泵的額定流量可以進一步選小，效率提高，系統發熱情況也可改善。另外，對密封件的要求也可降低，并且密封不易損壞。 　　 ③ 有利于液壓站集成埠合理布置 　　 圖1系統的泵站，其高壓油要經過4塊集成塊，方能到達主液壓缸，而圖2系統可將接觸高壓油的元件集中布置在2塊集成塊上。如此安排減少了集成塊之間密封高壓油的工作，也使集成塊加工變得容易，同時，液壓泵站的局部損失也因減少了中介環節而降低。 　　 ④ 減輕了油液的氧化變質 　　 液壓油在高壓情況下比在低壓情況下產生氧化變質的可能性要大得多。圖1系統中，當高壓保壓時，高壓油不僅存于主缸，而且存于頂出缸及其管路上。而圖2系統在保壓時，僅主缸存有高壓油，因此，后者在保壓時受高壓擠壓的油量只有前者一半。這對減緩油液氧化變質，延長油液使用壽命起到積極作用。 5　小結 液壓系統實施合理設計，可創造良好經濟效益。常用回路具有代表性，可以參考借用，但不能照搬。場所、要求、技術參數的不同，也就使得設計方案各具特色。有的系統注重流量設計，有的偏重壓力因素，但無論如何，綜合考慮，優化設計才是合理之舉。