K3V川崎交叉恒功率调节系统

变量泵控制方式及其应用分类方式一：变量泵可以通过排量调节来适应机械在作业时的复杂工况要求，由于其具有明显的优点而被泛使用。

变量泵的控制方式多种多样，主要有压力切断控制、功率控制、排量控制和负载敏感控制四基本控制方式。

通过这四种基本控制方式的组合，可以得到具有复杂输出特性的组合控制。

1.1 压力切断控制压力切断控制是对系统压力限制的控制方式，有时也简称为压力控制。

当系统压力达到切断压力值，排量调节机构通过减小排量使系统的压力限制在切断压力值以下，其输出特性如图1-1a所示。

如果切断力值在工作中可以调节则称为变压力控制，否则称为恒压力控制。

图1-1b所示为压力切断控制的典型实方式。

当系统压力升高达到切断压力时，变量控制阀阀芯左移，推动变量机构使排量减小，从而实现压力断控制。

阀芯上的Pr为液控口，可以对切断压力进行液压远程控制和电液比例控制。

一些液压工况复杂，作业中执行机构需要的流量变化很大，压力切断控制可以根据执行机构的调速要按所需供油，避免了溢流产生的能量损失，同时对系统起到过载保护的作用。

a输出特性b典型实现形式图1-l 压力切断控制变量泵1.2 功率控制功率控制是对系统功率限制的控制方式。

当系统功率达到调定的功率值时，排量调节机构通过减小排量使系统的功率限制在调定功率值以下。

如果功率限制值在工作中可调则称为变功率控制，否则称为恒功率控制。

图1-2中所示为力士乐(Rexroth)A11VO恒功率泵的输出特性和具体实现结构。

其工作原理如下：变量油缸和复位油缸分别布置在泵体两侧，对变量机构进行差动控制，其中面积较大的变量油缸的压力受到变量控制阀的控制。

作用在小活塞上的系统压力经摇杆在控制阀芯左侧作用推力F，而阀芯右侧受到弹簧力的作用。

由于小活塞装在与变量机构一起运动的复位活塞上，所以摇杆对阀芯的推力为F=PAL l/L2(1)式中：P为系统压力；A为小活塞面积；L1为小活塞到摇杆铰点的距离；L2为变量控制阀杆到摇杆铰点的距离。

川崎K3V系列斜盘式轴向柱塞泵使用说明书川崎重工业株式会社液压泵一、概述：液压泵将原动机的机械能转换成工作液体的压力能。

按其职能系统，属于液压能源元件，又称为动力元件。

液压传动中使用的液压泵都是靠密闭的工作空间的容积变化进行工作的，所以又称为容积式液压泵。

液压泵可分为齿轮泵，叶片泵，柱塞泵（按结构来分）本节主要介绍挖掘机上常用的齿轮泵、柱塞泵的基本概念、工作原理、结构特点、运用原理和维修知识。

1、液压泵的基本性能参数液压泵的主要性能参数是压力P 和流量Q（1）压力泵的输出压力由负载决定。

当负载增加时，泵的压力升高，当负载减小，泵的压力降低，没有负载就没有压力。

所以，在液压系统工作的过程中，泵的压力是随着负载的变化而变化的。

如果负载无限制的增长。

泵的压力也无限制的增高。

直至密封或零件强度或管路被破坏。

这是容积式液压泵的一个重要特点。

因此在液压系统中必须设置安全阀。

限制泵的最大压力，起过载保护作用。

在位置的布置上，安全阀越靠近泵越好。

液压泵说明书对压力有两种规定：额定压力和最大压力。

额定压力——是指泵在连续运转情况下所允许使用的工作压力，并能保证泵的容积效率和使用寿命。

最大压力——泵在短时间内起载所允许的极限压力，为液压系统的安全阀的调定值不能超过泵的最大压力值，最好的是等于或小于额定压力值。

（2）流量Q流量是指泵在单位时间输出液体的体积。

流量有理论流量和实际流量之分理论流量Q0，等于排量q 与泵转数的乘积：Q0=q*n*10-3（L/min）泵的排量是指泵每转一周所排出液体的体积。

泵的排量取决于泵的结构参数。

不同类型泵的排量记算方法也不同。

排量不可变的称为定量泵，排量可变的称为变量泵。

泵的实际流量Q小于理论流量Q0(因为泵的各密封间隙有泄漏)Q= Q0ηV = q.n.ηV /1000(L/min)式中ηV----泵的容积效率ηV =（Q（实际流量）/ Q0（理论流量））*100%齿轮泵的容积效率，ηV≥92%,柱塞泵ηV≥95%泵的泄漏量（漏损）与泵的输出压力有关，压力升高泄漏量（Q0-Q）即ΔQ增加，所以泵的实际流量是随泵的输出压力变化而变化的，而液压泵的理论流量与泵的输出压力无关。

川崎K3V系列斜盘式轴向柱塞泵使用说明书川崎重工业株式会社液压泵一、概述：液压泵将原动机的机械能转换成工作液体的压力能。

按其职能系统，属于液压能源元件，又称为动力元件。

液压传动中使用的液压泵都是靠密闭的工作空间的容积变化进行工作的，所以又称为容积式液压泵。

液压泵可分为齿轮泵，叶片泵，柱塞泵（按结构来分）本节主要介绍挖掘机上常用的齿轮泵、柱塞泵的基本概念、工作原理、结构特点、运用原理和维修知识。

1、液压泵的基本性能参数液压泵的主要性能参数是压力P 和流量Q（1）压力泵的输出压力由负载决定。

当负载增加时，泵的压力升高，当负载减小，泵的压力降低，没有负载就没有压力。

所以，在液压系统工作的过程中，泵的压力是随着负载的变化而变化的。

如果负载无限制的增长。

泵的压力也无限制的增高。

直至密封或零件强度或管路被破坏。

这是容积式液压泵的一个重要特点。

因此在液压系统中必须设置安全阀。

限制泵的最大压力，起过载保护作用。

在位置的布置上，安全阀越靠近泵越好。

液压泵说明书对压力有两种规定：额定压力和最大压力。

额定压力——是指泵在连续运转情况下所允许使用的工作压力，并能保证泵的容积效率和使用寿命。

最大压力——泵在短时间内起载所允许的极限压力，为液压系统的安全阀的调定值不能超过泵的最大压力值，最好的是等于或小于额定压力值。

（2）流量Q流量是指泵在单位时间输出液体的体积。

流量有理论流量和实际流量之分理论流量Q0，等于排量q 与泵转数的乘积：Q0=q*n*10-3（L/min）泵的排量是指泵每转一周所排出液体的体积。

泵的排量取决于泵的结构参数。

不同类型泵的排量记算方法也不同。

排量不可变的称为定量泵，排量可变的称为变量泵。

泵的实际流量Q小于理论流量Q0(因为泵的各密封间隙有泄漏)Q= Q0ηV = q.n.ηV /1000(L/min)式中ηV----泵的容积效率ηV =（Q（实际流量）/ Q0（理论流量））*100%齿轮泵的容积效率，ηV≥92%,柱塞泵ηV≥95%泵的泄漏量（漏损）与泵的输出压力有关，压力升高泄漏量（Q0-Q）即ΔQ增加，所以泵的实际流量是随泵的输出压力变化而变化的，而液压泵的理论流量与泵的输出压力无关。

03890312川崎斜板形K3V系列轴向活塞泵使用说明书株式会社川崎精機目录1. 型号表示 22. 规格 33. 构造和动作原理 44. 使用上的注意事项 64-1 安装 6 4-2 配管上的注意事项 7 4-3 关于过滤网 9 4-4 动作油和温度范围 11 4-5 使用上的注意事项 12 4-6 注满油和排气 12 4-7 开始运转时的注意事项 135 故障的原因及处理 145-1 一般的注意事项 14 5-2 泵体异常的检查方法 14 5-3 马达的过载 15 5-4 泵流量的过低，排出压力不能升高时 16 5-5 异常音，异常振动 16附图，附表附图1. 泵的构造图 17 附图2. 泵的展开图 18 附表1. 泵体装紧扭矩一览表 1911.型号表示K3V 112 DT - 1CE R - 9C32 – 1B22.规格*1. 闭路规格的最高旋转数使用闭路规格时，请预先商谈。

*2. 吸入压力 0 kgf/cm 时的旋转数。

33. 构造及动作原理该泵的构造是两台泵以花键接头(114)相连接的，马达的旋转被传递到前部的驱动轴F（111），同时驱动两台泵。

油的吸入和排出口在二台泵的连接部即阀块(312)处汇集，前泵和后泵共用吸入口。

因为前，后泵的构造原理和动作原理是相同的，故以前泵为例，进行说明。

此泵大致由以下几个部分组成，进行泵的旋转运动的旋转机构,调整吐出流量的斜板机构，交替进行油的吸入—吐出动作的阀盖机构。

旋转机构由驱动轴F(111),油缸体（141),活塞瓦(151,152),压板(153), 球面缸衬(156), 垫片(158),油缸弹簧(157)组成。

驱动轴的两端由轴承（123,124)支持。

活塞瓦装于活塞上，形成球接头，同时减轻由负荷压力产生的推力，有一个把活塞瓦（211）上轻轻扇以调整油压平衡的壳部。

为了使活塞瓦的副机构能在支撑板上圆滑的动作，通过押板和球面缸衬，使活塞瓦被油压弹簧压在支撑板之上。

CRH2浅析1、引言 (1)2、CRH2牵引系统构成 (1)3、三点式（IGBT器件）主电路 (4)4、交直交机车辅助电路系统 (10)1、引言CRH2型电动车组是由铁道部向日本川崎重工引进并由我国的专家将之国产化的高速列车。

牵引变流器由单相三电平脉冲整流器、中间直流环节和三相电平三电平逆变器组成。

牵引过程中，从变压器过来的1500V交流通过由脉冲整流器变为2600V～3000V直流，再由三电平逆变器变为电压和频率都可调的交流供牵引电机使用。

再生制动过程为牵引的反过程，将动能转化为电能返回电网。

其中单相三电平脉冲整流器控制方法为瞬态直接电流控制，采用SPWM调制，三相三电平逆变器控制方法为矢量控制采用SVPWM调制。

2、CRH2牵引系统构成动车组由南车四方机车车辆股份有限公司与日本合作伙伴川崎重工提供，原型车为日本新干线E2－1000型动车组。

动车组采用8辆编组，4动4拖，由两个动力单元组成。

每个动力单元由2个动车和 2个拖车（T-M –M-T）组成。

（1）CRH2动车组牵引系统的组成接触网25kV、50Hz单相交流经受电弓通过VCB（主断路器）接入牵引变压器，牵引变压器次边设有2个线圈，电压均为1500V 。

①动力单元组成1台牵引变压器、2台变流装置（C/I）、8台牵引电机。

1台变流装置控制4台牵引电机。

见图7-43所示。

②牵引传动主电路由图可见：由4号车（或者6号车）的受电弓受电，通过车顶上的特高压导线，经由VCB后被送到2号、6号车的主变压器。

注意：车顶装有保护接地装置（EGS），运行中需紧急让变电所区间内的所有车辆停车时，让其动作，使架线接地短路。

EGS的操作必须按照铁道部的规定执行。

（2）CRH2牵引传动系统主电路设备①高压电器设备作用：完成从接触网到牵引变压器的供电。

组成：受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、接地保护开关等。

DSA250型受电弓：单臂型结构，额定电压/电流为25kV/1000A，接触压力70±5N,弓头宽度约1950mm，具有自动降弓功能，适应接触网高度为5300～6500mm，列车运行速度250km/h。

K3V系列液压泵的调整现在的挖掘机多为斜盘式变量双液压泵，所谓变量泵就是泵的排量可以改变，它是通过改变斜盘的摆角来改变柱塞的行程从而实现泵排出油液容积的变化。

变量泵的优点是在调节范围之内，可以充分利用发动机的功率，达到高效节能的效果，但其结构和制造工艺复杂，成本高，安装调试比较负责。

按照变量方式可分为手动变量、电子油流变量、负压油流变量、压力补偿变量、恒压变量、液压变量等多种方式。

现在的挖掘机多采用川崎交叉恒功率调节系统，多为反向流控制，功率控制，工作模式控制（电磁比例减压阀控制）这三种控制方式复合控制。

调节器代码对应的调节方式调节器内部结构各种控制都是通过调节伺服活塞来控制斜盘角度，达到调节液压泵流量的效果。

大家知道在压强相等的情况下，受力面积的受到的作用力就大。

调节器就是运用这一原理，通过控制伺服活塞的大小头与液压泵出油口的联通关闭来控制伺服活塞的行程。

在伺服活塞大小头腔都有限位螺丝，所以通过调节限位螺丝可以调节伺服活塞最大或最小行程，达到调节液压泵的最大流量或者最小流量的效果。

向内调整限制伺服活塞最大和最小行程及限制最大流量和最小流量要谈谈反向流控制，就必须要弄明白反向流是如何产生的。

在主控阀中有一条中心油道，当主控阀各阀芯处于中位时（及手柄无操作时）或者阀芯微动时（及手柄微操作时）液压泵的液压油通过中心油道到达主控阀底部溢流阀，经过底部溢流阀的增压产生方向流（注当发动机启动后无动作时液压回路是直通油箱，液压系统无压力）。

所以方向流控制的功能是减少操作控制阀在中位时，泵的流量，使泵流量随司机操作所属流量变化，改善调速性能，避免了无用能耗。

大家注意方向流控制并非交叉控制，一个泵对应一个主控阀块（一般主控阀都为双阀块）。

如果单边手柄动作速度很慢特别是回转和铲斗奇慢，复合动作正常一般就是反向流油管安装反了。

反向流的调整方法：就上图而言，松开801的螺帽，调整924，松则流量减小，对应下图的蓝色曲线，挖掘机速度减慢。

所谓正负流量控制,说的是泵的控制方式。

负流量控制是通过负载返作用于泵，控制泵的排量，从而实现有动作时流量大，无动作时流量小。

正流量控制是人为控制泵的排量，需要大流量时就控制着输出一个大流量，需要小流量就控制着输出一个小流量。

液压系统中所有的控制都是由阀执行的。

简单的来说正负流量控制是指变量泵通过压力控制得到所需流量，负流量控制就是随着液控压力提高，泵摆向较小的排量。

正流量控制就是随着液控压力提高，泵摆向较大的排量。

挖掘机上为了更有效地利用发动机的功率通常都采用恒功率变量泵，所谓的恒功率变量泵通俗一点说就是泵的压力与泵的流量的乘积是一个常数，如果这个数值大于发动机的功率时就会出现我们常说的憋车。

所以每个设计者就其设计思想来说，都必须是使整个液压系统的功率无限接近发动机的功率而又绝对不能大于发动机的功率。

挖掘机的恒功率控制在挖掘机的恒功率控制上分为两个部分:一是泵内部的功率控制:他是根据本泵的输出压力和他泵(另一个泵)的输出压力对泵的排量进行的控制,当压力升高时,泵的排量随之减小;当压力降低时,泵的排量随之增大;如果系统的压力低于先导压力时则引入先导压力对其排量进行控制.无论是对于正流量还是负流量, 就此一部分而言,不管是从理论上还是从结构上都没有什么不同,也就是说在此部分没有什么正流量和负流量之分.这是液压泵恒功率控制的主体,在此不作讨论. 二是外部信号对泵的功率的控制:这里说的外部信号是指先导操作系统,主压力系统,发动机系统等等等等一切与泵的功率控制有关的信息的综合.在负流量中是负压信号和其它信号的综合,在正流量中是正压信号和其它信号的综合.这两个其它信号也没有什么不同,关键就在于负压信号和正压信号的区别.我们知道,在挖掘机上,各执行元件的速度会随操作手柄的行程的变化而变化,液压系统会根据这种变化对其排量进行控制,负流量和正流量的区别就在于这种变化的信号采集位置的不同.什么是负流量控制系统？手柄行程越大,对应的二次先导压力也会越大,由二次先导压力控制的主阀芯的开启度也会越大, 与之对应, 主阀芯的开启度越大,主油路分向执行元件的油越多,执行元件的速度就会越快,通过中位流经负压信号发生装置的油越少,负压信号的压力值就会越小;反之如果手柄行程越小,对应的二次先导压力也会越小,由二次先导压力控制的主阀芯的开启度也会越小, 与之对应, 主阀芯的开启度越小,主油路分向执行元件的油越少,执行元件的速度就会越慢, 通过中位流经负压信号发生装置的油就越多,负压信号的压力值就会越大.液压泵根据负压信号的压力值的大小来对其排量进行控制.这就是负流量控制.他的信号采集点是主油路中主控制阀的出口处什么是正流量控制系统？正流量控制系统，是力士乐上世纪80年代的技术，主要特点是：操纵手柄的先导压力不仅控制换向阀，还用来调节油泵的排量。

03890313川崎旋转斜板型K3V系列调节器轴向活塞泵维修要领书川崎重工业株式会社目 录1泵体部分的拆卸和装配要领 2 1．1工 具 21．2拆卸要领 31．3装配要领 9附图1 泵体的展开图 142 泵体部分维修标准 15 2．1 磨损件的调换 15 2．2油缸、阀体斜板（活塞瓦）的修复标准 16 2．3 紧固力矩 16 附图2 泵的结构图 1711 泵体部的拆卸，装配要领1.1工具拆卸装配K3V泵体所需各种螺栓，插销工具见下表。

扳手梅花扳手死扳手双头(单头)扳手活络扳手螺丝刀锤 子尖嘴钳子铜 棒力矩扳手21. 2 拆卸要领泵拆卸时,请认真阅读完本拆卸要领书并按下述要求依次拆卸、分解。

零件 名称后括号内的数字表示（附图1）泵的结构分解图内零件的编号。

本维修手册适用单体泵和双泵共用。

请按泵型号表内的要求进行拆卸分解。

在分解双泵时请注意不要将各种类泵的零件混杂在一起。

3No 操 作 内 容注 意 事 项1选择拆卸场所。

（1） 选定整洁干净的场所。

（2） 为防止部件碰伤，工作台 上铺设橡胶板或工作布 等。

2请用清洗油等去除泵表面的垃圾，锈斑等。

3取下泵壳上的油栓盖(468)抽出泵体内的油。

（1）串联型泵，从前泵及后泵的插销口排油。

4卸下六角螺栓(412,413)取下调节器。

（1）调节器的拆卸请参阅调节器 的维修指导。

5松开固定在旋转斜板支撑板(251),泵壳(271),阀体(312)上的六角螺栓(401)。

(1)当泵的后面装有泵的连接件时 先拆下泵的连接件后再进行次项操作。

4No 操 作 内 容注 意 事 项 形式6泵与调节器的安装面向下，水平放在操作台上，拆卸泵壳(217)与阀体(312)。

（1）当调节器的安装面 向下时，为防止损 伤安装面，操作台 上必须铺设橡胶板 等。

7从泵壳(271)内对准驱动轴将缸体(111)取出，同时取出活塞(151)、压板(153)、球面衬套(156)、油缸弹簧。

液压挖掘机的三种流量控制方式摘要：在液压挖掘机的负载适应控制策略中，负流量（Negative Flow Control）、正流量控制（Positive Flow Control）及负荷传感器控制（Load Sensing Control）三种流量控制方式的流行称谓，是按其泵控特性来分类的。

本文通过对多种厂牌型号挖掘机的比较分析，提出了旁通流量控制（By-pass Flow Control）、先导传感控制（Pilot Sensing Control）及负荷传感控制的分类。

这一分类方法，对于设计时比较不同控制系统的性能和维修时理解不同控制系统结构和功能的特点，都有所裨益。

1.流量控制在挖掘机的液压系统内，流量Q、压力P及能耗（流量损失ΔQ、压力损失ΔP）等参数的变化，反映了液压传动过程的控制特性。

液压系统工作时，压力P不是系统的固有参数，而是由外负荷决定的。

因此，当发动机转速n e一定时，要对液压系统的功率进行调节，其实是对液压缸、液压马达等执行元件的进油量Q a进行调节（参看图1）。

图1.流量调节如图2所示，有两种方法调节系统流量。

第一种方法是泵控方式，通过改变主泵的每转排量q来调节主泵的输出流量Q p，称为容积调速。

常见的容积调速方式包括：①利用主泵出口压力P P与主泵排量q的乘积保持不变的恒扭矩控制；②利用发动机转速传感（ESS）使主泵吸收的扭矩p P q与主泵转速n的乘积保持不变的恒功率控制；③在临近系统溢流压力时，减小主泵排量的压力切断控制；④配用破碎头等作业附件时，由外部指令限定主泵最大排量的最大流量二段控制；⑤双泵系统中，利用两泵出口压力的平均值与主泵流量乘积保持不变的交叉功率控制（相加控制或总功率控制）；⑥多泵系统中，因主泵组的液压总功率大于发动机的输出功率，为防止发动机出现失速，采用了极限负荷控制。

除了容积调速，还有一种泵控方式是通过动力模式下的变功率控制，利用外部指令设定不同工况下不同的发动机输出功率来改变主泵转速n e，从而调节主泵输出流量Q=nq。

日本川崎K3VDT液压柱塞泵变量调节器修理川崎K3V系列液压柱塞泵，因为该泵的内胆零件采用了现代先进的表面耐磨损涂层技术，使泵的使用寿命得到了很大提高。

性能先进，工作可靠，维修方便等特点，被广泛的应用在各种工程机械上，现日本“神钢”“住友”“加腾”等品牌挖掘机都使用该系列泵。

泵变量机构在设计的服役期限是一万小时，但因液压油液中的金属颗粒严重超标时，造成泵变量机械内部零件间隙中油液冲刷磨损，使变量活塞和阀杆与孔的配合间隙增大，伺服压力油从阀杆与孔的间隙中泄漏到泵壳中，变量机构内泄漏严重时，没有达到标准的伺服压力油就无法推动变量拨叉杆到达即定位置，使泵的总输出功率下降，而修泵时往往只注重修理泵的内胆件或更换内胆件，不注重检查泵的变量机构的内泄漏，这样修出的泵也往往事半功倍，按装使用后，还是达不到理想的校果。

一，变量调节器的原理1．1功率控制在输入恒定转速恒定扭矩的条件下，双泵上的调节器根据串联的双泵压力载荷的总和，控制泵的斜盘角度以改变泵的流量与压力，通过变量调节阀自动控制每台泵的功率输出变化可以使发动机的总负荷保持恒定，使发动机的效率充分发挥。

1． 2输出功率大小的控制通过改变给定比例减压阀的电流值来改变比例减压阀输出的二次压力控制油Pi（功率转换压力），控制油通过泵内部的孔道对应到每一台泵上的变量调节器的上马力控制机构，可以控制变量调节阀使泵的输出功率得到改变。

变量调节阀使泵的输出功率有一个对应的值，改变比例减压阀的输出压力就可以改变泵的输出功率。

通过这种调整可获得适应外负载的功率。

1． 3流量控制改变控制压力Pi，泵的斜盘角度（泵的排量）得到控制。

变量调节阀可使泵的输出流量得到控制，在这个系统中Pi增加可以使泵的出口流量Q减少，Pi减小可以使泵的出口输出流量Q增加。

泵的输出流量大小是根据需要进行变化并与负载相匹配，这样可以避免不必要的功率浪费。

1． 4最大限定流量控制通过控制压力Pm，使泵的最大排量得到控制，这种控制是两位通过控制压力的ON—OFF（开——断），Pm只能使泵的最大排量可以有两个壮态。