開式與閉式迴路液壓系統對比

好的 歡迎大家參加本次會議 今天我們要來看看 閉環系統和開環系統到底有什麼不同 我這有兩套液壓裝置 左邊一套右邊一套 咱們先在白板上把它們對比一下 然後做一個開環系統的演示 演示完再回到白板 快速過一遍 最後再來看一下閉環系統 首先我們所說的這個迴路指的是 由在整個系統中循環流動的路徑 在傳統的開式迴路系統裏 我們的做法是這樣的 從液壓油箱開始 有一條吸油管路連接到液壓泵 然後從液壓泵再連接到我們的執行元件 在這個例子裏 我會接上一個液壓馬達 然後從馬達出來的油會直接流回液壓油箱 這就是我做的這個裝置所展示的原理 我的液壓泵就裝在下面這個位置 油會從這上來 經過這個軟管 溜到液壓馬達 油液進入馬達 驅動它運轉 然後從這個接口出來 再繞回去 流回液壓油箱 現在啓動的話 應該能看到泵油流過來 帶動這個輪子轉起來 現在我們可以看到 這正在發生 所以在這個迴路裏 油從油箱被吸進泵裏 然後被推出來經過馬達 而現在我們看到的狀況是 泵裏出來的所有油都直接流向了輪子 所以我其實根本控制不了這些油 所以在開環系統裏 我實際上必須額外安裝一些閥門 才能對系統進行控制 那麼首先 我們要做的是安裝一個方向控制器 這樣我就能讓馬達反向旋轉了 所以我接下來要做的 就是直接在這裏把管路切斷 把這些軟管都拆掉 然後在這個位置安裝一個閥門進去 這 從泵出來經過這個閥門 閥門的一頭連到馬達這邊 另一頭連到馬達那邊 然後這一頭再回到液壓油箱 然後我通過這個閥門 在上面裝一個小手柄 就能隨時改變輪子的轉動方向了 我現在就來操作一下 我要停泵了 先把它隔離 確保安全 然後測試 測試隔離 然後 然後我要把泵出口的軟管 從馬達上取下來 再把它接到我這邊已經裝好的方向控制閥上 具體是接到它的P口上 接下來我要把這個軟管從馬達上拆下來 大家可以看到它是回到液壓油箱的 然後我要把它裝到方向控制閥的另一端 現在來看我的方向控制閥 我把這兩根軟管解好了 泵出來的油管接到閥上 閥的回油管再回到油箱 現在只需要接上最上面的兩根軟管 連到馬達上 然後 這兩根就是我們的A工作線和B工作線 從閥門這邊看過去 就是這樣叫的 就這樣 我已經把液壓方向控制閥 接入到我的開環系統裏了 現在我把隔離裝置拆掉 給大家演示一下 所以第一個區別是 現在啓動之後 它是不動的 然後我抓住方向控制閥的操縱桿往前推 馬達就朝一個方向轉 往後拉 你看馬達就會反轉 這樣我就能改變馬達的轉向了 在液壓系統 也就是開環系統中 我接下來可能要做的是限制進入馬達的油量 這樣就能控制它的轉速 我可以在䨻的出口位置 安裝一個流量控制閥來實現這一點 它的原理其實就是把軟管或者接頭的口徑給縮小了 形成一個節流 這樣就能限制住能通過的油量 我這個系統裏其實已經把它裝好了 你看當我打開這個閥門 馬達就會以某個速度開始旋轉 然後呢 我可以試着逐漸關小這個流量控制閥 你會看到液壓馬達的轉速真的會跟着降下來 這樣一來 輪子的轉動速度也就隨之減慢了 你能聽到 這時䨻開始承受負載 而且我的系統開始產生大量噪音和熱量 原因在於那些沒從這通過的油 實際上必須得流到別的地方去 在這個特定的開環系統中 油液通常會流向液流閥 或者它可能是一個補償系統 但這個我們改天再聊 但在這個例子裏 要再次加快馬達轉速 我需要打開流量控制閥 所以在一個基本的開環系統裏 我有一個油箱 從那裏把油抽進泵裏 然後泵把油推進系統 經過流量控制和方向控制閥 這些流量和方向控制閥 決定了執行器運動的速度和方向 在這個例子裏 就是讓馬達轉起來 這就是我實現開環控制的方式 當油液從泵裏出來 在油缸或馬達那裏幹完活之後 就會回到液壓油箱 在油箱裏冷卻沉澱 準備好再次進入吸油口 我這個迴路就是經過泵 馬達 油箱 一路這麼走下來 咱們 現在來看看所謂的閉式迴路系統 閉式迴路系統跟之前有點不一樣 我這邊還是有泵 也還是有馬達 然後油液不好意思 泵的出口還是往上走 然後進入到馬達裏面 但是不一樣的地方在於 從馬達出來的回油 我不再讓它流回油箱了 我現在要做的是讓它直接繞一圈 再流回來 然後再回到泵裏 這就是我們所說的閉式迴路 油液從泵流到馬達 然後再回到泵裏 整個過程都不經過液壓油箱 最簡單的形式 這就是閉環系統背後的核心原理 我在這就搭建了一個我的 閉環泵就是上面這個藍色的裝置 這個 這是端口的一側 抱歉 這是一個端口 這是另一個端口 我的A口和B口從泵裏出來 大家可以看到我有兩條軟管 兩條軟管都延伸過去 最終進入我的液壓馬達 這個馬達會驅動我的輪子轉動 如果我現在啓動泵 能看到輪子沒轉 而且 原因在於這個泵跟我的開式迴路泵不一樣 用這個泵 我實際上可以直接在泵體上控制它 我可以把泵往一個方向推 這樣就會讓輪子朝一個方向旋轉 然後我再把泵往反方向拉回來 輪子就會朝相反的方向轉 現在看到的這個手柄就是用來 這個操縱桿直接連着泵的鞋盤 如果你見過注塞泵的內部結構 它是由一個鋼體一排注塞 還有一個叫鞋盤的部件組成的 鞋盤可以擺成不同的角度 而鞋盤的角度就決定了活塞的排量 活塞排量越大 它們旋轉時的衝程就越長 推進系統的油也就越多 那麼如果我有一個操縱桿連在這個鞋盤上 當我前後推動這個操縱桿時 實際上是在直接推動鞋盤 讓它進入不同的位置 所以我推的角度越大 泵輸出的油量就越多 輪子轉的也就越快 如果我只推一點點出來的油量就很少 輪子就會轉得非常非常慢 而如果我推的更深 我就會增加這些活塞的排量 然後我可以讓馬達轉得更快 只要 把它拉回中位之後 活塞就完全不運動了 泵本身還在轉 但整個系統裏已經沒有油在流動了 所以這種避世迴路效率非常高 因爲泵直接替代了原來的方向控制法 和流量控制法 讓液壓油有了一條更高效 更直接的流動路徑