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銀通液壓機告訴你負載敏感、負流量、正流量三種系統(tǒng)真正的區(qū)別

發(fā)布時間：2017-08-21T09:01:05更新時間：2022-07-07T17:39:35 瀏覽量：165

[內容摘要]： 1. 節(jié)能旁通流量操控體系節(jié)能性較好。在主控閥悉數中位時，旁通溢流閥敞開，存在空流壓力損踐約3.5MPa，此刻有最大的旁通流量丟失。操作手柄扳倒一半行程時，主泵流量仍有一部分經過六通滑閥的中立回路流回油箱。先導傳感操控體系節(jié)能性好。因為主控閥為六通滑閥，...

1. 節(jié)能

旁通流量操控體系節(jié)能性較好。在主控閥悉數中位時，旁通溢流閥敞開，存在空流壓力損踐約3.5MPa，此刻有最大的旁通流量丟失。操作手柄扳倒一半行程時，主泵流量仍有一部分經過六通滑閥的中立回路流回油箱。先導傳感操控體系節(jié)能性好。因為主控閥為六通滑閥，依然存在中位回油流量丟失，但其比旁通流量操控體系小。在主控閥中位時，回油背壓小，僅0.5MPa左右。當操作手柄行程加大，主泵流量和履行元件進油量隨先導操控壓力添加而添加。在流量操控壓力從最小到最大的調速規(guī)模內，主泵流量和履行元件進油量近似為等距曲線，流量丟失改動不大。

負荷傳感體系的節(jié)能性較好。主控閥無串聯(lián)的中立油路回油箱，因而沒有主控閥的中位空流丟失。當操作手柄中位時，因為主泵沒有備用流量，主泵的空載流量丟失在理論上為零。可是，在負荷傳感主控閥的節(jié)省口存在固定的壓力丟失ΔP(2～2.9MPa)，約為體系最高壓力的6～8.5%。當作業(yè)中流量增大時，功率丟失(履行元件所需流量與壓差ΔP的乘積)也不小。復合作業(yè)行元件負荷壓力相差很大時，因為泵流量只受最高負荷壓力操控，主泵供油流量會多于履行元件需求流量之和，也會形成功率丟失。

不同流量操控體系的扭矩特性比較如圖1所示。負荷傳感操控體系中，主泵吸收的扭矩是變動的。在額定功率點上，主泵按負荷壓力的改動實時調整泵的排量(參看圖1-a)，因而主泵可以徹底吸收發(fā)動機輸出的扭矩。旁通流量操控和先導傳感操控則因負荷壓力改動時，主泵流量調整有一個滯后進程，主泵吸收的扭矩不變，并且為避免發(fā)動機超負荷失速，主泵在匹配作業(yè)點吸收的扭矩，設計時低于發(fā)動機額定轉速下輸出的扭矩，將丟失大約5～8%的功率。

(a)負荷傳感體系 (b)其他流量操控體系

圖1 發(fā)動機與主泵的功率匹配

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需要闡明的是，上述有關節(jié)能性的比照剖析，僅針對流量操控而言。某一機型是否節(jié)能，還要考慮是否選用混合動力技能、發(fā)動機自身的燃油耗費特性、發(fā)動機的調速特性及其動力習慣操控(發(fā)動機-主泵功率的動態(tài)匹配)、液壓機的液壓系統(tǒng)主泵的負載習慣操控、以及主控閥的負載習慣操控等。在液壓機的液壓系統(tǒng)發(fā)掘機上，發(fā)動機一泵一閥的聯(lián)合操控是機電液一體化的體系。除了流量操控，還有其他的操控方法來完成節(jié)能，例如主動怠速、短時超載、溢流(切斷)操控、恒功率操控、分工況的變功率操控、以及動臂再生操控、斗桿再生操控等等。

因而，關于詳細廠牌系列或機型的節(jié)能性判別，不能簡單說因為選用了先導傳感操控(正流量操控)這種流量操控方法，節(jié)能性就一定好。目前對三種流量操控的節(jié)能效果的好壞，還不能作出比照的定論。

2. 體系安穩(wěn)性與呼應性

關于液壓機的液壓系統(tǒng)體系的流量操控，可用圖2來剖析體系操控進程的特性。操控量(流量)到達目標值的時刻(呼應時刻)越短，動態(tài)呼應就快;操控進程中超調量(操控差錯)越小，安穩(wěn)時刻就短。應快、安穩(wěn)時刻短，就標明操控的動態(tài)特性好。體系安穩(wěn)之后，流量的實際值與目標值之差就是穩(wěn)態(tài)差錯。穩(wěn)態(tài)差錯小，標明靜態(tài)特性好，即體系安穩(wěn)性好。

圖2 體系的操控進程

從流量特性來看(圖3)，在旁通流量操控(圖3-a)和先導傳感操控(圖3-b)體系中，當操作手柄中位時，主泵有備用流量，因而都比無備用流量的負荷傳感操控(圖3-c)的動態(tài)呼應快。因為旁通流量操控的信號采集點坐落主控閥的旁通油路結尾，泵控滯后于閥控的延時較先導傳感操控長一些，所以動態(tài)呼應較慢。

(a) (b) (c)

圖3 流量特性的比較

從泵控特性來看(圖4)，無論旁通流量操控(圖4-a)，仍是先導傳感操控(圖4-b)，操控壓力Pi與與流量Q的聯(lián)系曲線都是有斜度的，不像負荷傳感操控中壓差ΔP與流量Q的聯(lián)系曲線那樣陡變(圖4-c)。因而，旁通流量操控和先導傳感操控的超調量比負荷傳感操控小(參看圖3)，動態(tài)特性比負荷傳感操控好。

圖4 泵控特性的比較

一般的旁通流量操控和先導傳感操控都是選用機-液結構完成比例操控，因為存在機械慣性，不可避免地存在靜態(tài)差錯，終究也會影響體系的操控功能。在神鋼的發(fā)掘機上選用了電液比例技能加以改進，可是，這兩種操控體系的主要問題都是一種開環(huán)操控，無法對履行元件負荷壓力對流量的影響作出實時呼應。

負荷傳感操控體系具有較好的靜態(tài)特性，是因為對流量選用了閉環(huán)操控，如圖5所示。當負荷PLS增大，使發(fā)動機轉速n下降時，主泵流量Q會減小，主控閥節(jié)省前的壓力Pp隨之減小。所以，壓差ΔPLS(=Pp-PLS)將減小。主泵的LS閥調大主泵排量q，反之亦然。即便發(fā)動機轉速下降或上升，泵流量Q(=n*q)都相對安穩(wěn)在目標值左右，流量Q的調理進程與發(fā)動機的轉速無關，也就是說，關于外界攪擾(負荷變動)，因負荷傳感反應信號ΔPLS的效果，負荷傳感操控體系具有很好的安穩(wěn)性，增大了體系的剛度。

圖5 負荷傳感的閉環(huán)操控

3. 操作功能

3.1 履行發(fā)動點

一般多路滑閥的靜態(tài)特性標明，經過節(jié)省閥口的流量Qa不只與操作手柄先導閥的行程(二次先導油壓Pi)有關，還與節(jié)省口的壓差ΔPLS=Pp-PLS有關，并且負荷壓力越大，主控閥的調速規(guī)模越小。

旁通流量操控和先導傳感操控的主控閥的閥芯，跳過封油區(qū)進入調速區(qū)時受到軸向液動力的效果，而液動力與節(jié)省閥口壓差有關，此壓差隨負荷壓力的改換而改動，因而履行元件的發(fā)動點不固定，而是隨負荷壓力變動，如圖6所示。

圖6 六通滑閥的流量特性

負荷傳感操控的主控閥因為有壓力補償閥，節(jié)省閥口前后的壓差ΔPLS是不變的，因而履行元件的發(fā)動點固定，不受負荷巨細影響，操作性好。

3.2 操作者的手感

如圖7(a)所示，旁通流量操控體系與先導傳感操控體系中，主泵流量是在泵壓升高后逐步添加的，操作比較柔軟。發(fā)掘中碰到硬石頭時，負荷壓力增大，主控閥滑閥移動的阻力增大，先導手柄的輸出壓力，操作者有手感。

在負荷傳感操控體系中，主控閥翻開后，ΔPLS才會變小，泵壓急劇升高(參看圖7b)，操作性稍粗獷。因為主控閥節(jié)省口壓差ΔPLS穩(wěn)定，負荷壓力的改動不會影響主閥芯的移動，操作者對土質的軟硬沒有手感。

(a) (b)

圖7 操作性比較

3.3 直線行走才能

旁通流量操控體系與先導傳感操控體系，直線行走功能好。在復合操作時，經過直線行走閥串通左右行走馬達進油路，來完成直線行走。即便在獨自操作行走時，盡管左右行走馬達分別由兩主泵供油，但經過微調兩個主泵的排量，可使左右行走馬達的進油流量差操控在±2%內。

關于雙泵固定合流的負荷傳感操控體系(如小松PC-6)，為改善直線行走功能，左右行走壓力補償閥用外部管路聯(lián)通，并且在行走壓力補償閥內設置有節(jié)省元件a來保證行走轉向功能，直線行走的左右流量差約4%。

在PC-8系列的負荷傳感操控體系上，選用了直行PPC信號閥，用左右行走先導壓力差來開關直行合流閥，保證直線功能和轉向功能俱佳。

因而，三種流量操控體系的直線行走才能應當是不分伯仲的。

3.4 復合操作的習慣性

關于旁通流量操控和先導傳感操控，在復合操作作業(yè)設備例如斗桿和鏟斗發(fā)掘作業(yè)時(參看圖8.a)，主泵供油總是優(yōu)先流向負荷壓力較低的斗桿缸，不易堅持操作的同步性，復合操作習慣性差。

負荷傳感操控體系有壓力補償閥，主控閥各閥芯節(jié)省閥口的壓差ΔPLS堅持穩(wěn)定。當兩個以上的作業(yè)設備一起操作時，流量分配不受負荷壓力影響，操作自若，復合操作功能好。以一起操作鏟斗和斗桿為例，斗桿是否動刁難鏟斗的速度沒有影響，如圖8(b)所示。

(a) (b)

圖8 復合操作性的比較

4 . 可靠性與可修理性

旁通流量操控體系結構比較簡單，修理也較便利。毛病點在主閥中立回路的旁通節(jié)省元件、旁通溢流閥以及主泵上的流量操控伺服閥。

先導傳感操控體系的可修理性稍差，毛病點在先導傳感的梭閥鏈上很多的單向閥或往復閥、主泵上的流量操控伺服閥。

負荷傳感操控體系除了LS梭閥鏈和主泵的LS閥，主控閥和壓力補償閥結構雜亂，滑閥內孔還有閥，量孔和油溝多，密封件多，添加了毛病點，對液壓機的液壓系統(tǒng)油的清潔度要求更高。

應當說，三種操控方法的可靠性、可修理性都經過了多年的生產性驗證，也得到了商場的認可?？墒?，負荷傳感操控的制形本錢和保護本錢仍是要高一些。

5. 定性比較

表1列出了三種流量操控方法的功能比照。

液壓機廠家在擬定液壓機的液壓系統(tǒng)體系的設計方案，斷定流量操控方法時，會從整機的性價比動身，既有對三種操控方法功能指標的歸納評估，也有對本錢要素和銷售價格的競賽剖析。

同一主機廠的發(fā)掘機，先后挑選過不同的流量操控方法。例如，日立建機在1986年的UH系列上選用先導傳感(P)操控(參看表1)，1991年的EX-2系列選用負荷傳感操控，1996年的EX-5系列選用旁通流量操控，2000年的ZX系列及今后的ZX-3系列又選用了先導傳感(E/P)操控。神鋼的SK系列則有先導傳感(E/P)操控到旁通流量(E/N)操控，再到先導傳感(E/P)操控的演化。小松從旁通流量操控轉為負荷傳感操控。利勃海爾的部分中型機則從負荷傳感操控轉為先導傳感操控。

國產發(fā)掘機的流量操控方法與配套泵閥液壓機的液壓系統(tǒng)件廠商的干流技能密切相關。同一液壓機的液壓系統(tǒng)元件制造廠商也提供不同的挑選，例如川崎精機既有旁通流量操控的主泵與主閥，也有先導傳感操控的主泵與主閥。

在具有國產液壓機的液壓系統(tǒng)發(fā)掘機設計的獨立知識產權的立異進程中，除了主機廠的總體設計，液壓機的液壓系統(tǒng)元件職業(yè)也擔負著重擔。

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