串联和并联这两个概念在初中物理的时候大家都学过，在电路里的串联和并联也很常见。其实在液压系统里，串联和并联回路的应用也是非常广泛的。本次小编就和大家一起分3期内容，和大家一起看看液压马达的串联回路，并联回路，以及串并联回路的比较。
今天是第二期：液压马达的并联。
1.什么是液压马达的并联？
2.并联液压马达的特征？
首先我们来看看并联马达回路里的流量特征。
这种液压马达并联的液压回路，由于油液会往各个马达流动。理论上如果各个马达排量一致，不考虑效率和泄漏的话，两个马达并联，那么进入每个马达的流量就减少一半，马达的转速也相应降低一半。但实际使用中，泄漏是肯定存在的，效率也必须考虑，所以使用的时候可以将多个液压马达用机械刚性联轴器连接起来保证各个马达的速度一样，确保同步性。如果各马达排量不一致，那么进入每个马达的流量就不一样，如下所示，300L 的流量会分别按照需求给200L到第一个马达，80L和20L到第二个和第三个马达。
由于需要同时保证多个回路的流量需求，所以泵的流量需要大一些，所以必须选择一个大排量的泵来驱动并联马达回路。
说完了流量，我们再说一说并联马达回路的压力特征。
并联回路的马达进口压力都一样，都等于泵的出口压力。液压泵会选择驱动压力最大的那一个回路的马达的压力。所以大家看到了吗，排量不同的马达进口压力相同，但是流量不同，所以这种情况下并联马达也并不是平均分配系统的扭矩的。当然如果马达排量相同，则扭矩可以平均地分配。
泵输出的总扭矩需求有多大呢？
我们知道，扭矩等于压力乘以排量，所以泵输出的扭矩也可以用各个马达的压力差乘以各自的排量，并相加就可以得到。
3.并联马达的优缺点
并联马达的优点 | 并联马达的缺点 |
1.每一个马达回路都可以单独进行操作和控制，来实现不同的动作需求。 2.系统压力稳定，各个回路之间互相不干涉。 3.维修方便，有故障时可以很直观地判断中哪个马达的问题。 | 1.能耗比较大。流量为各个回路马达的流量之和，压力为并联马达回路中最高压力需求的那一路。 2.转速和转矩平衡需要考虑。 |
4.并联马达的应用
使用并联马达的时候需要考虑各个马达是驱动同一个负载，还是驱动不同的负载。
并联马达的应用有如下的场景：
4.1.挖掘机/装载机：在很多工程机械的行走系统中，可以使用‘一泵两马达’，‘一泵四马达’的液压马达并联方式来工作。例如，挖掘机的两条履带分别由独立的液压马达驱动，这些液压马达采用并联方式连接到液压系统中。这样的设计使得挖掘机在行走过程中能够更好地适应不同的地形。当挖掘机需要转弯时，可以通过控制两个并联液压马达的不同转速来实现。如果一个液压马达转速快，另一个慢，挖掘机就会向转速慢的一侧转弯。而且在遇到复杂路况，如一侧履带陷入松软地面时，两个并联液压马达可以根据各自的负载情况自动分配流量，保证挖掘机仍能尽可能稳定地移动。装载机的工作装置和行走装置也会应用液压马达并联。其工作装置如铲斗的举升和翻转可能会由不同的液压马达来驱动，这些液压马达并联可以提供足够的动力来举升较重的物料。同时，装载机的行走液压马达并联可以使车辆行驶更加灵活，适应装卸场地的不同行驶要求。
4.2.船舶推进系统：在一些小型船舶或特种船舶中，会采用多个液压马达并联来驱动螺旋桨。例如，对于双螺旋桨船舶，两个液压马达并联分别驱动两个螺旋桨。这种方式可以提供冗余备份功能。如果一个液压马达出现故障，另一个液压马达仍可以维持船舶一定的动力，使船舶能够安全返回港口或进行应急操作。而且通过控制两个并联液压马达的转速和扭矩，可以实现船舶的转向、加速和减速等多种操作。
4.3.冶金工业：在轧钢机的输送辊道系统中，多个液压马达并联驱动输送辊。由于轧钢过程中需要将钢材平稳、快速地输送到不同的加工工位，并联的液压马达可以保证输送辊有足够的动力来输送较重的钢材。并且在输送过程中，根据钢材的长度和重量分布等情况，各个并联的液压马达能够自适应地分配扭矩，使钢材在辊道上保持直线输送，避免钢材出现跑偏等情况，提高了轧钢的质量和效率。
4.4.井下矿用车辆：在井下开采作业中，矿用车辆的驱动系统会采用液压马达并联。因为井下道路条件复杂，车辆可能需要频繁地爬坡、转弯和穿越崎岖路面。并联的液压马达可以提供更大的牵引力，帮助车辆顺利通过这些复杂路段。同时，在车辆重载下坡时，液压马达还可以实现再生制动功能，将车辆的动能转化为液压能，回收部分能量，并且通过并联系统合理分配能量，保护车辆的制动系统，延长设备使用寿命。
5.并联马达使用注意
5.1.液压马达选型的匹配性
排量匹配：在并联回路中，所选液压马达的排量应尽量匹配。如果排量差异过大，在相同的流量输入下，排量小的液压马达转速会过高，而排量大的液压马达转速相对较低，这会导致它们的输出扭矩和转速难以协调。
额定压力和扭矩匹配：不同液压马达的额定压力和扭矩能力也需要匹配。如果一个液压马达的额定压力为 20MPa，能提供的最大扭矩为 1000N・m，而另一个液压马达的额定压力为 15MPa，最大扭矩为 600N・m，当系统压力升高接近 15MPa 时，第二个液压马达可能就会出现过载风险。
5.2.流量分配的均匀性和稳定性
管道布局和管径选择：液压管道的布局对流量分配有重要影响。管道长度和管径应尽量相同，以减少压力损失和流量差异，要避免管道的急转弯和局部缩径等情况。。例如，在并联回路中，如果连接一个液压马达的管道长度为 10m，管径为 20mm，而连接另一个液压马达的管道长度为 20m，管径为 15mm，那么在相同的压力下，两个管道中的流量就会有很大差异，导致液压马达的工作状态不同。
流量控制阀的使用：为了确保流量分配的均匀性和稳定性，有时需要使用流量控制阀。流量控制阀可以根据每个液压马达的实际需求，精确地分配流量。
5.3.防止液压马达的相互干扰
负载差异的影响：当并联液压马达所连接的负载差异较大时，可能会出现相互干扰的情况。例如，一个液压马达连接的是轻载的输送带，另一个连接的是重载的提升机构。在工作过程中，轻载的液压马达可能会因为负载小而转速过快，这会影响系统的压力平衡，进而影响重载液压马达的工作。为了避免这种情况，可以在每个液压马达的进油口或出油口设置单向节流阀，限制液压马达的流量变化速度，从而减少相互干扰。
内部泄漏的差异：不同液压马达的内部泄漏情况可能不同，这也会导致相互干扰。内部泄漏大的液压马达可能会导致系统压力下降，影响其他液压马达的工作。在设计并联回路时，要考虑液压马达的内部泄漏特性，尽量选择内部泄漏量相近的液压马达。并且，可以定期对液压马达进行检查和维护，及时发现和处理内部泄漏过大的问题。
5.4.同步控制的精度和可靠性
控制策略的选择：对于需要同步工作的并联液压马达，如双履带车辆的驱动系统，要选择合适的控制策略。常见的控制策略有基于速度反馈的控制和基于位置反馈的控制。速度反馈控制可以通过安装速度传感器，实时监测液压马达的转速，然后根据转速差异来调整流量分配，使两个液压马达的转速保持一致。位置反馈控制则是通过监测液压马达的旋转角度或位移，保证它们在位置上的同步。
传感器和控制器的精度：为了实现高精度的同步控制，传感器和控制器的精度至关重要。速度传感器要能够准确地测量液压马达的转速，位置传感器要能精确地检测液压马达的位置变化。控制器要能够快速、准确地处理传感器反馈的信息，并根据控制策略发出正确的指令。
【i专栏】串并联马达回路系列：
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