静液压驱动系统入门：CFD学习的必备知识

关键要点

• 静液压驱动是将机械动力转换为流体动力，然后再转换为轴动力的任何系统。
• 根据传动比，静液压传动分为两种类型：固定排量静液压传动和可变排量静液压传动。
• 静液压驱动系统广泛用于扭矩应用的可变输出速度。

静液压驱动器由液压泵组成

在整个行业中，静液压驱动用于各种应用，例如原木起重机、输送机、离心机、移动设备、化学清洗机和刨床。静液压驱动，也称为静液压动力传动，通常由液压泵-马达组合组成。由于其无级变速，在许多应用中静液压驱动优于基于齿轮的驱动。

动力传输类型

从一个点到另一个点的动力传输可以通过电气、机械、液压机械、流体动力或静液压驱动进行。驱动器是一种系统，可实现从一个系统到另一个系统的受控功率传输。

• 电驱动 -在电驱动中，机械能在发电机的帮助下转化为电能。电动机将电能转换回机械能。
• 机械驱动 -各种方法（链条、皮带、齿轮、轴、变矩器等）用于在机械驱动中将机械能转换为动能。
• 液压机械驱动 -液压机械驱动中使用的功率分配方案将能量输入转换为机械能和静液压能。这些类型的驱动器最适合重型应用。
• 液力驱动 -在液力驱动中，动力是由于流经通道的流体的速度变化而产生的。该系统由连接的流体动力泵和电机组成。

静液压驱动系统如何工作？

静液压驱动是将机械动力转换为流体动力，然后再转换为轴动力的任何系统。静液压驱动器的工作原理依赖于使用液压流体的能量传递。通常，静液压驱动器由液压泵组成。泵连接到原动机，它产生流体流来运行与负载连接的液压马达。静液压驱动可以描述为液压系统，其中液压泵使用流体驱动电机。

静液压传动部件

静液压驱动器包括：

1. 变速箱 -将部件固定到位的静液压驱动系统的一部分。它还保持流体传输。
2. 补油泵 -补油泵用于提供初始壳体流体压力并用流体填充回路。
3. 输入轴 -输入轴传输来自发动机的动力并旋转补油泵。
4. 轴向柱塞泵 -输入轴旋转由轴向柱塞泵产生。它还为电机提供流体，在大多数情况下为油。
5. 软管 -软管用于将泵连接到电机。
6. 泄压阀 -在流体压力增加的情况下，泄压阀为流体提供备用路径。
7. 马达 -马达是静液压驱动系统的组成部分之一。电机驱动输出轴。
8. 斜盘 -活塞泵的排量可以使用斜盘来改变。

静液压驱动的类型

静液压驱动系统有多种分类。根据液压泵和马达的配置，静液压传动分为：

1. 串联配置 -变量泵和恒排量马达直接串联连接。
2. U 形配置 -在这种静液压驱动分类中，电机位于泵下方。输入轴和电机轴的旋转方向相同。
3. S 形配置 -与 U 形配置类似，电机位于泵或原动机下方，但位于泵的后面。
4. 分体式配置 -高压软管以分体式配置将电机和泵分开。

静液压传动根据传动比可大致分为两类：

1. 固定排量静液压驱动 -在这种类型的静液压驱动中，泵和马达的排量是固定的。这种静液压驱动可以描述为一个简单的齿轮箱，它将机械能从原动机传输到负载。
2. 可变排量静液压驱动 -在可变排量静液压驱动中，泵或马达（或两者）产生可变排量。静液压驱动可以是变量泵和固定排量马达、变量泵和变量马达、或固定排量泵和变量马达。可变排量静液压驱动有助于调节系统的速度、功率和扭矩。

根据电路设计，静液压驱动可分为：

1. 闭路驱动 -来自电机的流体直接进入泵。这种类型的静液压驱动需要一个电荷泵。
2. 开路驱动 -泵从油箱中吸取液体。来自马达的流体沉淀在储液器中。

静液压驱动的优点

静液压驱动的优点包括：

• 具有高功率传输（高功率重量比）的紧凑型驱动系统
• 低惯性
• 易于操作
• 安全
• 与机械或机电传动相比响应速度相对较快
• 变速控制，与负载无关
• 自过载保护能力
• 动态制动
• 反转
• 紧急情况下快速停止
• 平稳高效地应用各种扭矩速度比
• 防失速功能
• 动力从单个原动机传输到多个位置，不受位置位置和方向变化的影响
• 零速无爬行
• 最大的设计灵活性

静液压驱动的应用

静液压驱动广泛用于输出速度可变的扭矩应用，例如收割机、高尔夫球场维护设备、拖拉机、建筑机械和挖沟机。Cadence 的 CFD 软件套件可以帮助您开发静液压驱动系统。Cadence 提供了一套完整的 CFD 仿真工具，可帮助仿真静液压驱动器中的流固相互作用。

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