丁友林，鄭逢銘，陳 健，羅小輝

(二機集團 南陽華美石油設(shè)備有限公司，河南 南陽 473006)

1 前言

測井絞車為油田一種專用設(shè)備，其上的傳動裝置有采用 SAUER 90系列軸向柱塞變量泵的，而其中采用電氣排量控制方式的油泵可配置兩套控制系統(tǒng)，其中一套控制系統(tǒng)采用該種油泵配套的電控手柄進行控制，我們稱其為“電控”或“主控”;另一套控制系統(tǒng)可通過液控的方式對其控制，我們稱其為“備用控制”或“副控”。

2 工作原理

SAUER90系列電控油泵 1與配套的馬達 2組成閉式回路，配備油箱、過濾器、散熱器及管線接頭等后組成基本的液壓系統(tǒng)。配備動力源且油泵配備控制裝置 3或 4、5、6后，就可以讓整個液壓系統(tǒng)運轉(zhuǎn)起來。液壓系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中遇有緊急情況，需緊急讓液壓系統(tǒng)停止工作，可以通過控制兩位兩通電磁換向閥 7來使液壓系統(tǒng)停止工作，使液壓系統(tǒng)緊急卸荷。

該種油泵有以下 3種控制方式。

控制方式一(“電控”或“主控”)：采用該種油泵配套的電控手柄 3對油泵 1進行控制。先導(dǎo)控制閥1-2對應(yīng)將電控手柄 3輸出的電氣信號轉(zhuǎn)換為壓力信號并將此壓力信號作為先導(dǎo)級控制推動伺服閥 1-3閥芯運動，從而實現(xiàn)主控制油路對伺服缸 1-4活塞的控制。而伺服閥 1-3閥芯位置同時受電控手柄 3輸出的電氣信號及斜盤位置反饋信號影響進而實現(xiàn)排量的閉環(huán)控制。通過電控手柄 3輸出的電氣信號轉(zhuǎn)換成壓力信號從而實現(xiàn)泵斜盤角度(泵排量)的比例控制。

控制方式二(“備用控制”或“副控”)：將油泵 1的M 3口的壓力油通過節(jié)流截止閥 4、液控手柄 5及疊加式液控單向閥 6引入油泵 1的 M4或 M5口，最終進入伺服缸 1-4。通過液控手柄 5調(diào)節(jié)進入伺服缸 1-4的壓力油壓力的高低實現(xiàn)泵斜盤角度(泵排量)的控制。

圖1 改進前液壓原理圖

控制方式三：在先導(dǎo)控制閥 1-2上有一應(yīng)急手柄1-1可對先導(dǎo)控制閥 1-2進行機械方式的控制來達到對油泵 1的控制，但由于該應(yīng)急控制手柄 1-1外形尺寸小，且受操作空間、操作時的安全性及實際工作環(huán)境的影響，實際工作中基本不用，故本文不作討論。

3 存在的問題

(1)由于誤操作等原因，兩套控制系統(tǒng)可能相互干涉;

(2)備用控制回路中可能對伺服控制油路或閥件造成堵塞，影響油泵正常工作;

(3)備用控制回路中由于管路壓力損失及伺服控制油的影響，緊急卸荷效果不理想;

(4)備用控制回路中由于管路壓力損失等原因，最終進入伺服缸 1-4的壓力油壓力偏低，使斜盤偏轉(zhuǎn)角度達不到最大，油泵排量達不到最大，故引起馬達速度偏低，最高速度只有主控的 1/3～1/2，同時油泵只能在小排量范圍內(nèi)工作，油泵達不到滿負荷的工作狀態(tài)。

4 改進措施

(1)將圖 1中的手動節(jié)流截止閥 4更換成圖 2中的兩位兩通電磁閥 4。另外在圖 2中增加繼電器 8，通過繼電器 8對電控手柄 3及兩位兩通電磁閥 4進行互鎖控制：電控手柄 3處于得電狀態(tài)時，兩位兩通電磁閥4處于失電狀態(tài);兩位兩通電磁閥 4處于得電狀態(tài)時，電控手柄 3處于失電狀態(tài)。這樣徹底解決由于誤操作或元器件的故障引起兩套控制系統(tǒng)的相互干涉。

(2)在圖 2中液控油路上增加帶預(yù)壓力單向閥的過濾器 9，排除由于控制油不潔凈，而引起的伺服閥1-3或伺服控制油路的堵塞。

圖2 改進后液壓原理圖

(3)將圖 1中的兩位兩通電磁換向閥 7更換成圖2中的兩位四通電磁閥換向閥 7。在圖 2中當兩位四通電磁閥換向閥 7得電時，伺服缸 1-4兩端連通并與油箱連通，讓伺服缸 1-4兩端達到真正的平衡，主泵斜盤回中位，主泵不對外排油，使液壓系統(tǒng)實現(xiàn)真正的卸荷。

(4)在圖 2中液控油路對伺服閥 1-3直接進行控制，使油泵內(nèi)部對伺服缸 1-4的控制油路與電控手柄3對油泵伺服缸 1-4控制的油路保持一致，這樣才能達到兩種控制方式最終對油泵控制的一致性。使兩種控制方式讓油泵的排量保持一致。

5 結(jié)束語

采用改進后的雙控系統(tǒng)通過現(xiàn)場調(diào)試，效果非常理想，排除了許多事故隱患，真正實現(xiàn)了對 SAUER90系列變量柱塞油泵的雙控。

[1] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.