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负载敏感系统特点负载敏感系统是一种感受系统压力-流量需求，且仅提供所需求的流量和压力的液压回路。
负载敏感控制系统的功率损耗较低，效率远高于常规液压系统。
高效率、功率损失小意味着燃料的节省以及液压系统较低的发热量。
负载敏感控制技术本应用于构造一种未来的传动及控制系统，其高效的特点使负载敏感控制成为所有传动及控制系统的理想设计方案。
通过负载反馈信号，控制系统的工作与泄荷。
简而言之，负载敏感系统是一种感受系统压力-流量需求，且仅提供所需求的流量和压力的液压回路。
实现负载敏感控制的完整装置由如下元件组成：首先需要一个变量柱塞泵，该泵具有一个压力补偿器，系统不工作时，补偿器使其能够在较低的压（200PSI）下保持待机状态。
当系统转入工作状态时，补偿器感受系统的流量需求并在系统工况变化时根据流量需求提供可调的流量。
同时，液压泵也要感受并响应液压系统的压力需求。
多数液压系统并非在恒定的压力下工作，当外部载荷变化时，液压系统的工作压力是不同的。
然后需要一个具有特殊感应油路和阀口的控制阀，以实现负载敏感系统的完整控制特性。
当液压系统未工作，处于待机状态时，控制阀必须切断作动油缸（或马达）与液压泵之间的压力信号。
这将在系统未工作时导致液压泵自动转入低压等待状态。
当控制阀工作时，先从作动油缸（或马达）得到压力需求，并将压力信号传递给液压泵，使泵开始对系统压力做出响应。
系统所需的流量是由滑阀的开度控制的。
系统的流量需求通过信号道、控制阀反馈给液压泵。
这种负载感应式柱塞泵与负载敏感控制阀的组合使整个液压系统具有根据载荷情况提供作需压力-流量的特性，此即负载敏感系统的基本功能。
负载敏感控制系统的功率损耗较低，效率远高于常规液压系统。
高效率、功率损失小意味着燃料的节省以及液压系统较低的发热量。
单一的液压泵可满足多个回路的压力-流量需求。
传统的中位开方式定量泵液压系统为满足同一系统中不同支路的工作要求，必须采用多联泵或流量分配器。
挖掘机负载敏感系统分析丘伟平【期刊名称】《流体传动与控制》【年(卷),期】2014(0)5【摘要】Load sensing system in closed center of excavator has the advantages of superior control and energy sav-ing performance, and it is increasing favor by the majority of users. The working principle, composition, characteris-tics of load sensing system in closed center of excavators are introduced in this paper. Besides, the hydraulic control system of the multi-way valve and the pump is focused on.%介绍了挖掘机闭中心负载敏感系统组成及其工作原理、特性。
重点分析了多路阀压力补偿液压系统和液压泵控制系统的工作原理和特性。
【总页数】3页(P6-8)【作者】丘伟平【作者单位】龙工上海精工液压有限公司上海 201612【正文语种】中文【中图分类】TH137【相关文献】1.液压挖掘机负载敏感液压系统能耗特性研究 [J], 陈莛;孟令新;崔爽2.液压挖掘机多路阀同步性能负载敏感性分析 [J], 旷水章3.挖掘机阀前补偿负载敏感系统特性分析 [J], 胡鑫乐4.基于负载敏感和普通节流复合的挖掘机平地性能提升 [J], 薛源;张飞;翟海燕;邢红兵5.挖掘机先导控制负载敏感液压系统节能特性研究 [J], 曾亿山;吕安庆;赵志学;刘旺;刘常海;胡敏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统主要内容介绍了力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统组成及其工作原理、特性。
重点分析了多路阀液压系统、液压泵控制系统、各主要液压作用元件液压回路及多路阀先导操纵系统等。
目前液压挖掘机有两种油路: 开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统, 我国国产液压挖掘机大多采用”开中心”系统, 而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用”闭中心”系统。
闭中心具有明显的优点, 但价格较贵。
国内厂家对开中心系统比较熟悉, 而对闭中心系统不太了解,因此有必要来介绍一下闭中心系统, 本文重点分析力士乐闭中心负载敏感压力补偿(LUDV) 挖掘机油路。
LUDV 意为与负载无关的分配阀。
LUDV系统力士乐挖掘机液压系统可以看作由以下4 部分组成:①多路阀液压系统(主油路) ;②液压泵控制液压系统(包括与发动机综合控制) ;③各液压作用元件液压子系统, 包括动臂、斗杆、铲斗、回转和行走液压系统, 还包括附属装置液压系统;④多路阀操纵和控制液压系统。
LUDV系统是力士乐等公司在改进负荷传感技术的基础上发展起来的，它是不受负载影响的流量分配系统，它将常开式压力补偿改为常闭式，泵所提供的流量与负载所需相匹配，避免了不必要的空流和节流损失。
即使泵的流量小于系统复合动作所需的流量，各动作的相对速度也不会发生变化，从而保证动作的协调性，避免动作冲击。
1 多路阀液压系统多路阀液压系统是液压挖掘机的主油路, 它确定了液压泵如何向各液压作用元件的供油方式, 决定了液压挖掘机的工作特性。
力士乐采用的闭中位负载敏感压力补偿多路阀液压系统的工作原理见图1 (因换向阀不影响原理分析, 故未画出) 。
图1 挖掘机力士乐主油路简图挖掘机力士乐主油路由工装油路和回转油路二个负载敏感压力补偿系统组成。
1.1 工装油路工作装置和行走油路(除回转外) 简称工装油路,用阀后补偿分流比负载敏感压力补偿(LUDV)系统, 具有抗饱和功能。
特点：单独一个泵驱动多个执行元件，各执行元件的动作相互独立，互不干扰。
多用于轮式或履带式挖掘机。
原理，选出执行元件中的最高工作压力，作为负载传感压力，分别引到负荷传感压力阀和各个压力补偿阀的弹簧腔。
实际工作时，当负荷传感阀芯和各个压力补偿阀芯达到一平衡时，各节流口上游压力均为负载传感压力和下腔弹簧压力之和，各节流口下游压力均为负荷传感压力与左腔弹簧压力之和；各节油口压差基本为一定值，因而通过各节流口流向执行元件的流量只与各节流口大小（亦即各主阀芯开度）有关，而与每一执行元件的工作压力无关。
负载敏感系统在挖掘机上的特点1.降低燃油损耗2.显著提高挖掘机作业效率3.有效减轻操作者劳动强度简化设计可根据用户要求设计相应的负载敏感系统，其集成了主机所需控制系统的绝大部分，因而可以极大地降低用户的设计成本。
减少燃油消耗系统为闭式结构，在工作间隙（发动机不停机，各执行元件处于无负载状态，不动作），负载敏感系统自动调节泵的排量到最小值，可有效降低功率损耗，节约燃油，减小液压系统温升。
泵的输出流量仅为各执行元件所需流量之和，无溢流损失。
泵的工作压力比最大负载压力高约20bar。
特有的同步功能各执行元件运动速比等于各主阀开度之比，而与各执行元件工作压力无关。
即使当泵的输出流量达不到实际需要时，这种比例关系也不会改变，负载敏感系统这一特性大大减少了作业中操纵者协调各执行元件动作所花费的时间，可显著提高作业效率。
负载敏感系统的标准配置原始方案1.泵PVK-2B-505- 50＋5 cc/rev2.多路阀（主阀）DPK-04 8路控制，全先导操纵阀片顺序：P/T、Dozer、Aux、Swing、Arm、Travel LH、Travel RH、Boom、Bucket3.回转马达PCL-120-18B-1S2-4.行走马达PHV-390-53B-5.左右先导阀：HC-RCX (同SWE4.2,油口G1/4”) Hydro-Control6.行走先导阀：4TH6NR (油口G1/4”) Rexroth7.辅助先导阀：2TH6R (不带踏板，踏板胶同4TH6NR) Rexroth8.推土先导阀:HC-RCM/1-01-A01 MA MWE165RG02 Hydro-Control阀杆长度165mm，油口G1/4”9.选择阀：HC-SVE056(24 V DC，油口G3/8”) Hydro-Control10先导油源阀:HC-SE2 Hydro-Control蓄能器0.35L，油口G1/4”，电磁铁24V DC。
Eaton®中等负载柱塞泵（斜盘-轴向）负载敏感（LS）控制系统工作原理与操作——Load Sensing Sytem-Principle and Operation王清岩[译]CCE（JLU,CHINA）15-09-2005Load Sensing Principle of OperationPage序言 (3)何谓负载敏感? (4)负载敏感系统是如何工作的 (5)采用负载敏感控制的优点 (14)开发与调试 (25)系统比较 (26)应用 (27)负载敏感控制技术的前景 (27)Load Sensing Principle of Operation序言早在二十世纪六十年代后期，一些年轻的工程师对液压传动技术的优缺点进行了仔细的分析。
中位开放式液压系统,采用了一个定排量的齿轮泵，提供恒定的流量，系统压力是由作用于工作介质上的载荷决定的。
为限制系统的最高工作压力，必须设置一个高压溢流阀。
当系统工作压力达到设定值，液压泵近乎全部流量将通过溢流阀流回油箱，因而导致极高的功率损失，并在系统中产生大量的热损耗致使系统效率极低。
相比之下中位封闭的液压系统具有排量可调的优点，排量调节的范围可从最小排量至最大排量，甚至正向最大排量至反向最大排量；并且无需在系统中设置溢流阀。
其最大工作压力的控制是通过液压泵内部的补偿器实现的。
此类补偿器可在系统因负载超出额定范围导致系统受到阻滞的状态下通过限压变量活塞使泵卸荷即液压泵处于高压运转状态、但排量近乎为零。
此时液压泵将进入等待状态，并保持较高的工作压力，直至负载被克服或恢复操作阀的控制状态。
中位闭式系统的缺点是液压泵试图在所有的工况下均实现所限定的最高工作压力附近的排量调节。
但是液压系统还有这样一类工况，即期望获得较大的流量而所要求的工作压力却很低。
中位闭式的系统在此种工况下导致了较高的压力降并在能量损失过程中产生大量的热。
工程师们于是设想，若能将两种系统的优点进行合并将得到最佳的性能。
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。
三位六通换向控制阀块 (open center)
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
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
M1单阀块截面图
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
Steue
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
Pressure
LS control
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
Druckwaag
LUDV 控制模块M7-
安置在主阀杆和执行端口之间。
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
P St a
P
T
T
LS
A
B
(1)
(2)
(3)(14)(4)(13)
P St b
(5)
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。
打开与LS 信号的连压力补偿阀完全打
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。
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。
同步动作
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
P St a
P T
T
L S
A B
P St b
LS信号关闭压力补偿阀起作
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。
非饱和状态
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。
Lastdruck niedrig Low Pressure postion
Lastdruck hoch
High Pressure Position
p c
High
= LS-System = p'
LS = p c
High
p c High
= LS-System = p'p c
High
p High
p' = LS = p c
High
p = p
p c Low
p c Low p'
p
p'
(1)
(2)
p'
p
p'。
