液压控制技术
在液压控制技术起初，加工机械厂的加工运动的速度取决于控制阀的横截面及液压流体的粘度。
对于速度的灵敏控制只能通过严格操纵才能实现。
接着，根据3位6通换向阀的原理对第一个控制阀块做一个重大改进，就使得一个机床工人同时相应地控制几个加工运动成为可能。
三位六通换向控制阀块 (open center)
下面用M1控制阀块的例子来图解这个工作原理
在阀杆中位，油液通过铸造的通道无压的从P口流到T口（中位循环），泵和执行机构工作油路的接口A和B连接切断。可利用机械式的手柄或依靠液压方式在a1或b1口引入先导压力，使阀杆离开中位而移动。
依靠阀杆的换向和对阀杆的控制，减少P口到T口连接的通道，随着其进一步位移，进一步减少流通面积，使流阻增大（流通面积的缩减导致流阻的增加），以至于压力因此增加。随着从P口到T口的流通面积减少，P口到A口或P口到B口的连接通道将打开，液体将流到执行器接口。当由于压力和液压缸面积产生的力超过作用在液压缸上的负载外力时，油缸开始移动。P→A（或P→B）的流通面积直接决定了流量，从而也决定了液压缸或液压马达的速度。安全阀限制系统最高压力，活塞上单向阀能防止阀杆在中位时油缸下降。
以上所述的工作原理同样适用于几个阀杆，根据液压泵提供有效流量，所有操作能从停止到最大速度相应并行地受到控制。
三位六通换向阀的控制原理，也称作“节流控制”，它在元件布置方面是简单的，操作可靠，经济划算，系统可使用定量或变量泵。缺点是节流调速时，有部分多余的压力油直接回油箱，造成功率损失。
M1单阀块截面图
而且，其控制特点是与压力相关的，在并联油路几个执行机构同时动作时，可能彼此互相影响。
这就是开发与负载压力无关的负载传感系统的决定性原因。
负载传感系统
同样就负载传感系统而言，执行机构的速度是由控制块内主阀芯的位置决定的。打开的通量截面较大也就意味着速度较高。最基本的差异是用负载传感，流量是可控的。
泵只需要提供当前所需的流量，其功能是通过把从液压控制系统的压力反馈到泵上来实现的。
该泵设计成控制器在系统内能以恒定的标准值来保持一定的压力差，以输出所需的流
Steuer
Regl
量。
负载传感控制阀0块设计为每个阀杆上都带有一个额外的流量控制部件。压力补偿阀使流量控制阀在负载压力不同的情况下，也能给执行机构以恒定的流量。
压力补偿阀用一个给定的压力差作为检测变量，主阀芯的压力上下波动被检测，并且控制压力补偿阀的阀杆。
Main spool
Pressure compensator
LS control block M4-
所述的这种形式的负载传感控制操作非常可靠和精确，操作人员可以获得一致的控制特性。
给机器的指令控制信号由液压或电子的控制装置动作产生，并立即响应。
由于压力不同或粘度造成的影响能很大程度上得到补偿。
然而，如果几个执行机构同时需求的流量比泵能输出的最大流量高时，系统的性能可能就会受到限制。因压力控制所需的压力差不能再被建立起来，即使用最高压力供给单独的执行机构也无法满足时，这就可能导致这些功能的停止。
LUDV 控制
LUDV 代表与负载压力无关的流量分配器，系统是一个特殊形式的负荷传感控制系统。
为了消除供给不足这一缺点，根据LUDV原理，控制块要有一个不同的设计形式。
当用在LS控制块情况下时，压力补偿阀不是安置在泵和主阀杆之间，而是安置在主阀
Druckwaage
LUDV 控制模块 M7-22
杆和执行端口之间。
所有相关的压力补偿阀都互相连接而且用相同的压力差操纵，其中最高的负载压力适用于所有压力补偿器。
当LUDV系统部协调，即按要求的速度操作所有执行机构所需流量大于泵的最大流量时，其通过所有压力补偿阀产生的压力差来实现，所有动作功能的速度均匀地减小能。
并能防止液压执行机构产生停滞。
LUDV 功能
中位
(1)行程限制块 (2)二次压力释放/防蚀阀 (3) 负载保持阀 (4) LUDV 压力补偿阀 (5) 先导梭阀
(6) 控制阀杆 (7) 输入测流口 p A (8) 输入测流口p B (9) 输出测流口 B T (10) 输出测流口 A T (11) 通道 p c A (12) 通道 p c B (13) 压力补偿控制阀杆 (14) 压缩弹簧
在控制阀中位时（a、b口无先导压力），从泵到P’通道的连接被阀芯封闭，负载保持单向阀和压力补偿阀关闭。在这个位置，P’通道内和负载保持阀下游的压力通过阀芯的间隙减少到回油箱压力。
由于控制阀芯的重叠，密封长度使执行机构接口在壳体中封闭，执行机构因此保持在这个位置。
这个LUDV部件压力补偿阀安排在控制阀芯测流口的下游，它包含有一个控制阀芯（13）和一个能限定稳固初始位置的微压缩弹簧（14）。
独立操纵或最高负载执行机构
先导控制装置的先导压力使得控制阀芯（6）克服弹簧力相应按比例的移动。这个图中，A 口的先导压力推着阀芯克服B 侧控制盖内的弹簧力向右移动。控制阀芯的测流输入节流口（7）打开了从泵来的P 口与P ‘通道的连接。该压力使得压力补偿阀（13）打开并且被施加到单向阀（3）上。
执行机构A 口压力Pc 通过控制阀芯的（11）通道使左边的单向阀（3）关闭。当P ‘压力升至高于Pc 时，单向阀打开，泵和执行机构之间的通道打开，执行机构开始动作。执行机构内排出的油从B 口通过输出测流节流口（9
）流回到油箱，只要执行机构口的压力低于设定压力，二次压力安全阀（2）保持关闭。在外负荷作用力造成的执行机构气穴现象的情况下，与A 口连接的过载阀（压力释放/防气蚀阀）的补油锥阀芯打开，进行补油，防止吸空。
在单独动作情况下或当执行机构的负载压力Pc 在系统中处于最高，通过来自P ‘通道的压力补偿阀的内孔产生负载传感（LS ）压力，并且反馈到泵控制器和带有较低负载压力的压力补偿阀部件。
从负载保持阀上游，P ‘通道提供的LS 信号，确保达到需要的工作压力，执行机构端口才打开，这可以防止由于LS 供给从执行机构油路中分流油液而导致执行机构短暂下降。 打开与LS 信号的连接
2 3 11 P 7 6 9
2
压力补偿阀完全打开后， P‘通道与执行机构Pc接口连接而没有压降。
饱和系统
在饱和系统的操作中，经由测流节流口需求的流量小于或等于泵的流量
Q
执行机构 Maximum Q
泵
(功率控制范围内)
p
节流口基本上与泵的流量控制器上设定的p
LS控制器
相一致，两个值得差异是由于
从泵到测流口的补油路上的损失造成的。
带有更高负载压力执行机构的同步动作
典型的例子就是动臂的提升和铲斗的同步动作，动臂回路中更高的负载压力使得铲斗部分的压力补偿阀中的节流口通流面积减少，在这种控制状态下，压力补偿阀的控制端产生一个从P‘通道到执行机构端口Pc的压降，通过测流节流口（7）的p是相同的。因此，执行机构的速度与负载压力的差别无关。
LS信号关闭压力补偿阀起作用
当系统是非饱和状态时，由打开着的测流节流孔通流面积总和决定的油量将超过泵的最大流量，压力控制器不再能通过进一步转动泵的变量调节器来提供先前的系统压力，当泵已经提供根据泵特性曲线设定的最大流量时，泵的压力就减小。
在非饱和状态下，泵的排量只由功率控制器决定。
Q
执行机构 > Maximum Q
泵
当系统是非饱和状态时，负载压力最高的执行机构的压力补偿阀完全打开，并且LS压力 =
p’，因此系统/泵的压力、p
测流节流口
和流量也随着非饱和状态程度的增加而下降。
在LUDV系统中，所有执行机构部分的p
测流节流口
总相同。但不是一个恒定值。根据非饱
和状态的程度，它可能在设定值p
LS控制器
和大约2 bar的压力之间变化（见表：p依赖需求的流量），在这个范围内，LUDV系统按比例相应地分配流量。
由于这个原因，即使在非饱和状态下，LUDV系统内负载压力最高的执行机构也将不会陷入停顿状态，所有使用中的执行机构的速度根据开启的通流面积按比例减小。
说明：不同负载压力情况下的压力补偿阀的功能
如果在非饱和状态范围内的同步动作中，执行机构的速度减小，也就是测流节流口关
闭，非饱和程度减少，如果其它的仍还起作用的部件的p
测流节流口
增加，执行机构动作速度的也就相应增加。
负载敏感多路阀原理 负载敏感多路阀在拖拉机化肥撒布系统的应用 采用CP2定差减压阀和CP3定差溢流阀实现多路阀多支路同时动作, 可以改善液压系统调速性能，提高效率，减少发热，减少能量消耗。通常是在多路阀中用2通定差减压阀CP2与流量阀（工作阀片）串联组合成调速阀,在多路阀的进口阀片用3通式旁通式定差溢流阀CP3通过CH 梭阀网络回路与工作阀片并联组合成旁通式溢流调速阀。 以下图为例，该阀的进口阀块内置CP3三通定差旁通溢流阀（逻辑元件），每个比例流量阀进口前置CP2二通压力补偿定差减压阀，CH负载感应梭阀。各阀功能如下： ?CP3三通旁通定差溢流阀：当多路阀停止操作，且各阀均在中位时，CP3则以补偿弹簧压力（10-13公斤）旁通泵供油流量。当某一比例流量阀（工作阀片）工作时，CP3旁通溢流阀在该执行元件负载压力作用下减少阀口开度，减少旁通流量，根据负载压力提供所需的流量，此时供油压力随负载压力变化，效率高，发热量小。 ?CH负载感应梭阀（工作阀片）：CH负载感应梭阀将各工作阀片中的最高负载压力传至进口阀块的CP3弹簧侧。 ?CP2二通定差减压阀：当一个或多个比例流量阀同时工作时，负载压力传至CP2阀的弹簧侧。此时，通过阀心的负反馈作用,来自动调节流量阀（工作阀片）阀口两端的压力差, 使其基本保持不变。在CP2的压力补偿作用下各阀的流量均保持恒定，使各流量阀的流量与其输入信号成比例，流量大小与阀的开度成正比，独立控制且不受其它负载变化的干扰，从而保证多机构同步动作。 定量泵接入进口阀块P口，油泵压力经P1口作用于压力补偿旁通阀的底部,CP3的弹簧腔与工作片阀的LS负载反馈系统的梭阀连通。
液压系统基础知识大全 液压系统的组成及其作用 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它 向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执 行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线 往复运动或回转运动。 控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等 几大类。 液压系统结构
液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中 的控制阀动作。 液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀，其用于控制工作油液的流量、压力和方向；执行部分含有液压缸或液压马达，其可按实际要求来选择。 在分析和设计实际任务时，一般采用方框图显示设备中实际运行状况。空心箭 头表示信号流，而实心箭头则表示能量流。 基本液压回路中的动作顺序—控制元件（二位四通换向阀）的换向和弹簧复位、 执行元件（双作用液压缸）的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。对于执行元件 和控制元件，演示文稿都是基于相应回路图符号，这也为介绍回路图符号作了准备。 根据系统工作原理，您可对所有回路依次进行编号。如果第一个执行元件编号为，则与 0其相关的控制元件标识符则为1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为 偶数，则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。不仅应对液压回路进行编 号，也应对实际设备进行编号，以便发现系统故障。 DIN ISO1219-2 标准定义了元件的编号组成，其包括下面四个部分：设备编号、回路编号、元件标识符和元件编号。如果整个系统仅有一种设备，则可省略设备编号。实际中，另一种编号方式就是对液压系统中所有元件进行连续编号，此时，元件编 号应该与元件列表中编号相一致。这种方法特别适用于复杂液压控制系统，每个控 制回路都与其系统编号相对应 国产液压系统的发展 目前我国液压技术缺少技术交流，液压产品大部分都是用国外的液压技术加工回来的，液压英才网提醒大家发展国产液压技术振兴国产液压系统技术。 其实不然，近几年国内液压技术有很大的提高，如派瑞克等公司都有很强的实力。 液压附件： 目前在世界上，做附件较好的有： 派克（美国）、伊顿（美国）颇尔（美国） 西德福（德国）、贺德克（德国）、EMB（德国）等 国内较好的有： 旭展液压、欧际、意图奇、恒通液压、依格等 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而 发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水 平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水 压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油, 又进一步得到改善。 第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液
一、负载敏感和压力补偿概念 （一）负载敏感(Load Sensing)和压力补偿(Pressure Compensation)是60年代提出的液压传动和控制的新概念。 以往液压系统在使用操纵过程中，存在着以下需解决的问题： 1. 节能要求，适应负载变化提供负载所需要的液压功率（流量和压力），尽量减少流量和压力损失，将节流调速改变为以容积调速为主，特别按负载需要提供负载所需的流量。 2. 操纵阀调速控制时，调速受负载压力变化和油泵流量变化的影响，难以操纵控制。 3. 单泵供多执行器：当多执行器同时动作时，要求相互不干涉，能够操纵各执行器按所需流量供油。合理地分配流量，实现理想复合动作。 4. 液压泵和原动机的匹配问题，能充分利用原动机的功率，保持在发动机最大功率点工作，同时能防止发动机熄火，为了减少能耗节能，要求液压泵和发动机在联合工作最经济点上工作。 为了解决以上问题，60年代提出液压传动控制新概念—负载敏感和压力补偿。 目前液压传动仍存在问题有待解决。例如液压传动遵循帕斯卡原理，一个泵供多个执行器时，系统压力由克服各负载中所需最大压力来确定，因此供给负载较低的执行器时必然存在压力损失。目前人们正在研究采用电路中变压器这类东西，来解决这个问题。 （二）负载敏感和压力补偿的定义：负载敏感是一个系统概念，因此应称为负载敏感系统，可把它看作是一个意义广泛的名词。（即广义的负载敏感和压力补偿）。 负载敏感通过感应检测出负载压力，流量和功率变化信号，向液压系统进行反馈，实现节能控制、流量和调速控制、恒力矩控制、力矩限制、恒功率控制、功率限制、转速限制、同时动作和与原动机动力匹配等控制的总称。负载敏感系统所采用的控制方式包括液压控制和电子控制。 从负载敏感系统的液压元件来看可分： 负载敏感阀：将压力、流量和功率变化信号，向阀进行反馈，实现控制功能的阀。 负载敏感泵：将压力、流量和功率变化信号，向泵进行反馈，实现控制功能的泵和马达。 负载敏感系统可降低液压系统能耗，提高机械生产率，改善系统可控性，降低系统油温，延长液压系统寿命。 压力补偿： 将压差设定为规定值进行的自动控制都叫压力补偿。 压力补偿流量控制：不受负荷压力变化和液压泵流量变化的影响，由设定节流压差值 对流量进行自动控制，称为压力补偿流量控制。 在节流调速中，根据流量基本计算式，p k Q ?=，压差保持不变（=?p 常数） ，只要调节阀口面积（反映在k 上）就能控制通过阀的流量，通过改变阀的开度，不受负载和液压泵流量影响，改变和控制流量，利用流量控制阀的原理来进行调速，提出了压力补偿概念。在节流口上，并联或串联一个压力补偿器。 （三）开中心直通型油路系统存在的问题。 前面已经谈到挖掘机开心式油路都采用六通多路阀，有二条供油路，直通供油路可组成优先油路，中位时直通回油箱进行卸载。并联供油路，组成并联油路，把二种油路采用各种方式组成起来，就构成了复杂多变的挖掘机油路。 操纵阀的结构简图和符号图如图1所示。
三位六通换向控制阀块 (open center) 液压控制技术 在液压控制技术起初，加工机械厂的加工运动的速度取决于控制阀的横截面及液压流体的粘度。 对于速度的灵敏控制只能通过严格操纵才能实现。 接着，根据3位6通换向阀的原理对第一个控制阀块做一个重大改进，就使得一个机床工人同时相应地控制几个加工运动成为可能。 下面用M1控制阀块的例子来图解这个工作原理 M1单阀块截面图
在阀杆中位，油液通过铸造的通道无压的从P口流到T口（中位循环），泵和执行机构工作油路的接口A和B连接切断。可利用机械式的手柄或依靠液压方式在a1或b1口引入先导压力，使阀杆离开中位而移动。 依靠阀杆的换向和对阀杆的控制，减少P口到T口连接的通道，随着其进一步位移，进一步减少流通面积，使流阻增大（流通面积的缩减导致流阻的增加），以至于压力因此增加。随着从P口到T口的流通面积减少，P口到A口或P口到B口的连接通道将打开，液体将流到执行器接口。当由于压力和液压缸面积产生的力超过作用在液压缸上的负载外力时，油缸开始移动。P→A（或P→B）的流通面积直接决定了流量，从而也决定了液压缸或液压马达的速度。安全阀限制系统最高压力，活塞上单向阀能防止阀杆在中位时油缸下降。 以上所述的工作原理同样适用于几个阀杆，根据液压泵提供有效流量，所有操作能从停止到最大速度相应并行地受到控制。 三位六通换向阀的控制原理，也称作“节流控制”，它在元件布置方面是简单的，操作可靠，经济划算，系统可使用定量或变量泵。缺点是节流调速时，有部分多余的压力油直接回油箱，造成功率损失。 而且，其控制特点是与压力相关的，在并联油路几个执行机构同时动作时，可能彼此互相影响。 这就是开发与负载压力无关的负载传感系统的决定性原因。 负载传感系统 同样就负载传感系统而言，执行机构的速度是由控制块主阀芯的位置决定的。打开的通量截面较大也就意味着速度较高。最基本的差异是用负载传感，流量是可控的。 泵只需要提供当前所需的流量，其功能是通过把从液压控制系统的压力反馈到泵上来实现的。 该泵设计成控制器在系统能以恒定的标准值来保持一定的压力差，以输出所需的流量。 负载传感控制阀0块设计为每个阀杆上都带有一个额外的流量控制部件。压力补偿阀使 Steuer - Regl
第28卷第5期2011年5月 机 电 工 程 Journal o fM echan ica l&E l ectrical Eng i nee ri ng V o.l 28N o .5M ay 2011 收稿日期:2010-12-03 基金项目:浙江省重大科技专项和优先主题计划资助项目(2007C11171) 作者简介:马 冲(1986-),男,江苏徐州人,主要从事变量柱塞泵方面的研究.E m ai:l m chseu@126.co m 通信联系人:孔晓武,男,副教授,硕士生导师.E ma i :l x w kong @yahoo .co https://www.doczj.com/doc/839211987.html, 负载敏感液压泵稳定性仿真与参数优化 * 马 冲,孔晓武 * (浙江大学流体传动与控制国家重点实验室,浙江杭州310027) 摘要:针对负载敏感泵压力偏差较大与稳定性差的问题,基于Pro /E 、ADAM S 以及AM ESi m 专业仿真软件建立了负载敏感液压泵的虚拟样机。通过理论分析与仿真,提出了负载敏感液压泵变量机构控制系统中阻尼孔和容腔的参数匹配方法,基于该方法对56cc /r 的负载敏感液压泵进行了优化,得到了较好的阻尼孔和容腔的匹配效果。最后,通过试验验证了仿真分析的正确性。研究结果表明,参数优化后的负载敏感液压泵具有较好的稳定性,降低了恒压控制的压力偏差以及压力波动。关键词:负载敏感液压泵;阻尼孔;稳定性;压力偏差;参数优化中图分类号:TH 322 文献标志码:A 文章编号:1001-4551(2011)05-0548-05 Stability si m ulation and para m eter opti m ization of load sensing pu mp MA Chong ,KONG X i ao wu (State K ey Lab o f Fluid Pow er Trans m issi o n and Contro,l Zhe ji a ng University ,H angzhou 310027,Ch i n a) Abstrac t :A i m i ng at t he prob l em that t he larg e pressure b i as and the poor stability o f the l oad sensi ng pu m p ,a virtual pro totype of a l oad sensing pu m p w as developed by co m b i ni ng P ro /E ,ADAM S and AM ES i m .Through ana l y zi ng t he pu mp s wo rking pri nc i ple and the si m u l a ti on resu lts ,a m e t hod t hat how to m a tch the volu m e and the d i am eter of da m pi ng or ifi ces w as reached .B ased on th i s m e t hod ,the 56cc /r l oad sensing pump was op ti m ized ,and the better m atch effect of vo l ume and da m pi ng or ifi ce was gotten .T he feas i bility and effectiveness of this m ethod were ver ifi ed through m any experi m ents .The resu lts i ndicate that t he l oad sens i ng pump opti m ized show s a stab le perfor m ance ,and the output pressure b ias and v i bra ti on are decreased i n high pressure conditi on . K ey word s :load sensi ng pu m p ;damp i ng or ifice ;stability ;pressure bias ;para m ete r opti m i zati on 0 引 言 电液比例负载敏感变量泵能够在负载压力变化的情况下输出恒定的流量,并且在负载压力升高到一定值时,泵输出流量自动减小到仅维持泵的输出压力恒定。这样的特性应用在注塑机上起到了很好的节能效果,工作效率较高。 计算机仿真技术的应用提高了研究效率,缩短了研究周期,给研究提供了很大的方便。文献[1]利用计算机仿真技术研究了压力控制变量泵的动态响应,发现高压时泵输出压力和变量柱塞腔的压力波动较大,斜盘倾角同样存在振荡现象。文献[2]对压力流 量复合控制变量泵控制元件的模型进行优化,利用S i m ulink 仿真对系统进行性能预测和分析,但是柱塞泵的模型较为简化。文献[3]采用AMES i m 对负载敏感泵进行建模,仿真分析了负载敏感阀的弹簧刚度、开口形状以及附加阻尼对负载敏感泵动态特性的影响,但仿真模型也采用了较简化的柱塞泵模型。文献[4]主要介绍了ADAM S /AMES i m 联合仿真技术方法,利用两个软件的各自的优势,考虑了传统仿真方法中容易忽略的参数,提供了变量柱塞泵较为真实的仿真结果。文献[5]采用虚拟样机技术,分析了配油盘位置与压力冲击,泵出口容积对压力脉动影响,以及柱塞运动特性与主轴应力应变情况。
三位六通换向控制阀块 (open center) 液压控制技术 在液压控制技术起初，加工机械厂的加工运动的速度取决于控制阀的横截面及液压流体的粘度。 对于速度的灵敏控制只能通过严格操纵才能实现。 接着，根据3位6通换向阀的原理对第一个控制阀块做一个重大改进，就使得一个机床工人同时相应地控制几个加工运动成为可能。 下面用M1控制阀块的例子来图解这个工作原理 M1单阀块截面图
在阀杆中位，油液通过铸造的通道无压的从P口流到T口（中位循环），泵和执行机构工作油路的接口A和B连接切断。可利用机械式的手柄或依靠液压方式在a1或b1口引入先导压力，使阀杆离开中位而移动。 依靠阀杆的换向和对阀杆的控制，减少P口到T口连接的通道，随着其进一步位移，进一步减少流通面积，使流阻增大（流通面积的缩减导致流阻的增加），以至于压力因此增加。随着从P口到T口的流通面积减少，P口到A口或P口到B口的连接通道将打开，液体将流到执行器接口。当由于压力和液压缸面积产生的力超过作用在液压缸上的负载外力时，油缸开始移动。P→A（或P→B）的流通面积直接决定了流量，从而也决定了液压缸或液压马达的速度。安全阀限制系统最高压力，活塞上单向阀能防止阀杆在中位时油缸下降。 以上所述的工作原理同样适用于几个阀杆，根据液压泵提供有效流量，所有操作能从停止到最大速度相应并行地受到控制。 三位六通换向阀的控制原理，也称作“节流控制”，它在元件布置方面是简单的，操作可靠，经济划算，系统可使用定量或变量泵。缺点是节流调速时，有部分多余的压力油直接回油箱，造成功率损失。 而且，其控制特点是与压力相关的，在并联油路几个执行机构同时动作时，可能彼此互相影响。 这就是开发与负载压力无关的负载传感系统的决定性原因。 负载传感系统 同样就负载传感系统而言，执行机构的速度是由控制块内主阀芯的位置决定的。打开的通量截面较大也就意味着速度较高。最基本的差异是用负载传感，流量是可控的。 泵只需要提供当前所需的流量，其功能是通过把从液压控制系统的压力反馈到泵上来实现的。 该泵设计成控制器在系统内能以恒定的标准值来保持一定的压力差，以输出所需的流量。 Steuer- block Regl
多路阀液压系统（中位闭式负载敏感和压力补偿） 一、液压传动存在的问题 液压传动是工程机械理想的传动装置，工程机械的进步和发展依赖液压技术。目前工程 机械是液压工业最大的市场，液压件一半以上用于工程机械，工程机械对液压技术提出了很高的要求，液压技术的发展主要是满足工程机械的需要，液压技术的水平主要体现在工程机械上，例如：液压件的大型化、小型化和高压化等，最高使用压力已达70MPa。工程机械和液压技术两者互相促进共同发展。 因此有必要深入分析液压传动的特点及其存在的问题，工程机械对液压传动所提出的要求，以便进一步提高和改进液压传动的性能。 液压传动通过管道连接传递能量，恰如生物血管，只需管路就能把能量输送到需要的地方。给设计布置上带来了很大的灵活性和方便性，液压传动容易实现各种运动形式，很适合工程机械多处需要动力，多作业装置，实现复杂运动的要求。 液压传动传递的功率密度大（单位体积或单位重量所传递的功率）、结构紧凑、重量轻，适合工程机械强劲有力，重型大马力的要求。 液压传动具有优良的传动性能，传动平稳，易防止过载，调速简单，具有无级变速性能，维修简单，使用寿命长等，能很好地满足工程机械的传动性能要求。 液压传动具有良好的操纵控制性能，液压是机械和电子的接口，电液控制是机电信一体化的关键技术。 但是液压传动存在着不尽人意的不足之处，有的已经改进，还有待解决的问题需进一步动脑筋。在工程机械使用过程中存在着以下需解决的问题。 1.节能要求：适应负载变化提供负载所需要的液压功率（流量和压力），尽量减少流量和压力损失，将节流调速改变为以容积调速为主，特别按负载需要提供负载所需的流量。要 求液压系统能反向吸收作业装置的能量，具有能量再生利用的储能功能。 1
１－负载敏感泵#２－节流阀#３－梭阀#４－流量阀#５－压力阀 图１负载敏感控制原理图 中图分类号：ＴＨ１３７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２－８９０４（２００７）０５－００２８－００３ 收稿日期：２００７－０５－０８ 作者简介：黄新年，工程硕士，工程师。 第５期（总第２４期） ２００７年９月 Ｎｏ．５（ＳｅｒｉａｌＮｏ．２４） Ｓｅｐ．，２００７ ＦｌｕｉｄＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ 液压技术是基于帕斯卡定律（Ｐａｓｃａｌｌａｗ）的一种利用静压来实现功率传递的应用技术。该技术真正意义上的大规模得以应用还是近百年来的事。液压技术可应用在需要传递高功率密度及负载运动需精确控制的场合。 对于液压系统来说，主要涉及的变量有两个，即：速度（流量）与力（压力）。液压系统的压力是由负载来确定的，而流量是系统重点要控制的变量。 流量与压力的乘积为功率，因此，采用何种方式来对上述两个变量进行控制，便关系到系统的功率利用率问题。 在上世纪６０年代以前，液压界的人士一直无法回避的是液压系统效率低下问题。随着负载敏感技术的日益成熟，这种情况正逐渐得到改善。 简言之，负载敏感技术就是将负载所需的压 力、流量与泵源的压力流量匹配起来以最大程度提高系统效率的一种技术。 要提高系统的功率利用效率，一方面要将负载所需的压力与泵源的输出压力匹配，另一方面，泵源的输出流量正好满足负载驱动速度的需要。此外，还需要实现待机状态的低功耗。 如图１所示，实现负载敏感控制的系统由如下元件组成：负载敏感变量柱塞泵１；速度调节元件（节流阀）２；压力传感元件（梭阀）３。 在负载敏感泵１上集成有流量阀４及压力阀５。压力阀５用于限定泵的最高工作压力ｐｅ。负载的驱动压力ｐＬ则通过梭阀３反馈到泵的控制口Ｘ，流量阀４用于限定泵出口至液压缸进油口之间的压 差Δｐ。这样连接的结果是：液压缸运动的速度取决于节流阀２的开度。在此系统中，节流阀２与流量阀４共同构成了一个调速阀。 只要在ｐＬ!ｐｅ－Δｐ的范围内，无论负载如何变化，泵提供的流量始终与负载的要求相适应，而泵的输出压力则为ｐＬ＋Δｐ。 这样，液压系统的效率（不计泵的效率及液压缸的效率）为ｐＬ／（ｐＬ＋Δｐ）。 当液压系统未工作而处于待机状态时，负载压力ｐＬ＝０，系统的待机功率损耗为： Ｐ＝Δｐｑｄ 其中，ｑｄ为泵的外泄漏及控制流量损失。 采用负载敏感技术的好处是：系统的输出压力及流量直接取决于负载的要求，可以大大提高系统 负载敏感技术在液压系统中的应用 黄新年 张志生 陈忠强 （煤炭科学研究总院上海分院液压研究所 上海 ２００２３０） 摘要：简要介绍了负载敏感技术的背景及工作原理，并给出了一些工程应用的实例。对从事工程设计的人员具有一定的实用意义。 关键词：液压技术；负载敏感；变量泵；节能引言 １负载敏感技术的原理