负载敏感(LS)控制系统工作原理与操作

告诉你负载敏感、负流量、正流量三种系统真正的区别1. 节能旁通流量控制系统节能性较好。

在主控阀全部中位时，旁通溢流阀开启，存在空流压力损失约3.5MPa，此时有最大的旁通流量损失。

操作手柄扳倒一半行程时，主泵流量仍有一部分通过六通滑阀的中立回路流回油箱。

先导传感控制系统节能性好。

由于主控阀为六通滑阀，仍然存在中位回油流量损失，但其比旁通流量控制系统小。

在主控阀中位时，回油背压小，仅0.5MPa左右。

当操作手柄行程加大，主泵流量和执行元件进油量随先导控制压力增加而增加。

在流量控制压力从最小到最大的调速范围内，主泵流量和执行元件进油量近似为等距曲线，流量损失变化不大。

负荷传感系统的节能性较好。

主控阀无串联的中立油路回油箱，因此没有主控阀的中位空流损失。

当操作手柄中位时，因为主泵没有备用流量，主泵的空载流量损失在理论上为零。

但是，在负荷传感主控阀的节流口存在固定的压力损失ΔP(2～2.9MPa)，约为系统最高压力的6～8.5%。

当作业中流量增大时，功率损失(执行元件所需流量与压差ΔP的乘积)也不小。

复合作业各执行元件负荷压力相差很大时，由于泵流量只受最高负荷压力控制，主泵供油流量会多于执行元件需求流量之和，也会造成功率损失。

不同流量控制系统的扭矩特性比较如图1所示。

负荷传感控制系统中，主泵吸收的扭矩是变动的。

在额定功率点上，主泵按负荷压力的变化实时调整泵的排量(参看图1-a)，因此主泵能够完全吸收发动机输出的扭矩。

旁通流量控制和先导传感控制则因负荷压力变化时，主泵流量调整有一个滞后过程，主泵吸收的扭矩不变，而且为防止发动机超负荷失速，主泵在匹配工作点吸收的扭矩，设计时低于发动机额定转速下输出的扭矩，将损失大约5～8%的功率。

(a)负荷传感系统 (b)其他流量控制系统图1 发动机与主泵的功率匹配需要说明的是，上述有关节能性的对比分析，仅针对流量控制而言。

某一机型是否节能，还要考虑是否采用混合动力技术、发动机本身的燃油消耗特性、发动机的调速特性及其动力适应控制(发动机-主泵功率的动态匹配)、液压主泵的负载适应控制、以及主控阀的负载适应控制等。

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。

变量泵控制方式及其应用分类方式一：变量泵可以通过排量调节来适应机械在作业时的复杂工况要求，由于其具有明显的优点而被泛使用。

变量泵的控制方式多种多样，主要有压力切断控制、功率控制、排量控制和负载敏感控制四基本控制方式。

通过这四种基本控制方式的组合，可以得到具有复杂输出特性的组合控制。

1.1 压力切断控制压力切断控制是对系统压力限制的控制方式，有时也简称为压力控制。

当系统压力达到切断压力值，排量调节机构通过减小排量使系统的压力限制在切断压力值以下，其输出特性如图1-1a所示。

如果切断力值在工作中可以调节则称为变压力控制，否则称为恒压力控制。

图1-1b所示为压力切断控制的典型实方式。

当系统压力升高达到切断压力时，变量控制阀阀芯左移，推动变量机构使排量减小，从而实现压力断控制。

阀芯上的Pr为液控口，可以对切断压力进行液压远程控制和电液比例控制。

一些液压工况复杂，作业中执行机构需要的流量变化很大，压力切断控制可以根据执行机构的调速要按所需供油，避免了溢流产生的能量损失，同时对系统起到过载保护的作用。

a输出特性b典型实现形式图1-l 压力切断控制变量泵1.2 功率控制功率控制是对系统功率限制的控制方式。

当系统功率达到调定的功率值时，排量调节机构通过减小排量使系统的功率限制在调定功率值以下。

如果功率限制值在工作中可调则称为变功率控制，否则称为恒功率控制。

图1-2中所示为力士乐(Rexroth)A11VO恒功率泵的输出特性和具体实现结构。

其工作原理如下：变量油缸和复位油缸分别布置在泵体两侧，对变量机构进行差动控制，其中面积较大的变量油缸的压力受到变量控制阀的控制。

作用在小活塞上的系统压力经摇杆在控制阀芯左侧作用推力F，而阀芯右侧受到弹簧力的作用。

由于小活塞装在与变量机构一起运动的复位活塞上，所以摇杆对阀芯的推力为F=PAL l/L2(1)式中：P为系统压力；A为小活塞面积；L1为小活塞到摇杆铰点的距离；L2为变量控制阀杆到摇杆铰点的距离。

收再利用，如用作沸腾炉燃料进行发电，生产建筑材料等。

在对矸石进行回收再利用时，应对其成分进行分析，然后根据工业性能确定应用方向，使其变废为宝，提高企业的经济效益、社会效益和环境效益。

2.5噪声2.5.1噪声污染选煤厂原煤准备车间的破碎机、选矸机；主选车间的分选跳汰机；输送用的水泵等在运行过中都会产后大量的噪声，严重超出了人体可接受的范围，工作人员长久在噪声环境中工作，不仅会引起烦躁疲劳、头晕耳鸣等现象，严重时可能会引起心血管疾病或者危及生命安全，因此应高度重视噪声的防治。

2.5.2噪声防治噪声防治措施主要是从声源、传播途径、人耳接收处加以控制。

声源处可通过选购性能较好的新产品或加装弹性垫圈等措施减少噪声，如选用大型浮选柱代替浮选机，用皮带代替刮板机都会降低噪声；采用具有吸音性能的材料降低噪声传播，还可通过改变方向或设置屏障的方式减少噪声的传播；为工作人员提供护耳器减少噪声对人体的伤害。

3结语选煤是煤炭生产的重要环节，也是我国实现清洁生产的关键环节。

在选煤过程中，由于设备和技术的落后，会产生煤尘、药剂、废水、矸石以及噪声等多种污染，给空气、土壤、水体以及人体造成严重的损害，若不对其进行有效控制，不仅会给我们赖以生存的生态环境带来极大的威胁，也将影响经济的发展。

参考文献:[1]邸玉英.选煤厂环境污染及其防治[J].陕西煤炭,2007,02:58-59+49.[2]齐敏华.煤炭企业清洁生产实施方法与技术研究[D].山东科技大学,2007.[3]韩强.贵州某选煤厂环境影响研究[D].贵州大学,2008.[4]郭伟东.煤矿环境整治与方法研究[D].长安大学,2012.[5]李泽元.太原选煤厂可持续发展战略研究[D].山西大学,2009.负载敏感比例多路阀的特点主要有：节能性较好；在比例控制上容易进行远程遥控；无极控制同负载的变化无关；能使多个不同的执行元件在负载不同的情况下同时工作，因而在建筑、农业，以及矿业等各种不同领域内的工程机械与船舶机械中广泛应用。

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，向液压系统进行回馈，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组件来看可分：负载敏感阀：将压力、流量和功率变化信号，向阀进行回馈，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，向泵进行回馈，实现控制功能的泵和马达。

负载敏感型比例多路阀工作原理介绍负载敏感型比例多路阀工作原理介绍2012-12-3PSL 和PSV比例多路阀产品介绍PSV 552/220-3-42 H 80/80 /D 2-32 H 40/40 /D 2-32 H 40/40 /D 2-32 H 25/25 C100 /D 2-E 1一运左星轮右星轮喷雾泵介绍的内容提纲 1 构造组成2 负荷传感多路阀优点3 换向阀的节流阀本质4 负荷信号的取得---梭阀作用5 三通流量阀原理6 两通流量阀原理7 对两通流量阀的多种控制 8 效率比较9 PSV 阀与V30D 的配合方案构造结构组成（一）结构组成（二）原理构成1 换向阀的节流作用；2 压力传递—多执行机构压力信号的收集与逻辑比较，选高前递；3 三通流量阀工作原理—由头板的差压溢流阀实现，定量泵用阀（PSL ）的配置；4 两通流量阀工作原理—由换向阀片（52…、55…、32…、42…）的定差减压阀实现，复合动作要求时选用，而且控制更精准；5 两通流量阀的其他作用:限压、限位、比例压力控制。

负荷传感多路阀优点1 实现与负载变化无关的速度控制；3 有减振作用，提高系统平稳性； 4 操作稳定，微动性能好；5 压力适应，换向阀片按需取油，在变量泵系统节能效果特别好；6高集成性，模块设计，片式组装，节约安装空间，减轻整化机重量。

换向阀的节流阀本质换向阀的节流阀本质2012-12-3PSL 和PSV 比例多路阀产品介绍阀芯中位时，有一定的掩盖量通常型机能：、、口中位截止阀芯移动：口几乎接通口，口几乎接通口阀芯阀芯阀芯移动：口接通口，开口为；口接通口，开口为接通口、接通口前阀芯的移动接通口、接通口，开口逐步增大即将开口位置开口开口负荷信号的产生：---中位时负荷信号回零；换向时取工作压力负荷压力传递过程-梭阀的作用（1）2012-12-3PSL 和PSV 比例多路阀产品介绍负荷压力传递过程-梭阀的作用（1）负荷压力传递过程-梭阀的作用（2）三通流量阀工作原理（1）---其本质为定差溢流阀结构三通流量阀工作原理（1）---其本质为定差溢流阀结构三通流量控制阀工作原理（2） ---弹簧的作用压力2012-12-3PSL 和PSV 比例多路阀产品介绍三通流量控制阀工作原理（2）---弹簧的作用压力三通流量控制阀工作原理（3）---简化的系统草图 2012-12-3PSL 和PSV 比例多路阀产品介绍三通流量控制阀工作原理（3）---简化的系统草图三通流量控制阀工作原理（4） ---流量稳定理论基础三通阀弹簧压力阀芯开口面积P A C Q =Q -通流量C -流量系数（基本恒定，与设计有关） A 阀芯开口面积 -实际通流面积ΔP 三通阀弹簧压力 -流量控制弹簧三通流量控制阀在定量泵系统中作用没有换向阀工作时把泵油泄掉；有换向阀工作时，保持泵油压力与负荷压力的压差恒定，压力适应；换向阀片不带两通阀时此压差直接起控制流量的作用，流量仅由换向阀开口大小决定；多余流量由三通阀分流回油箱。

负载敏感多路阀工作原理负载敏感多路阀（Load Sensitive Multiport Valve）是一种可以根据负载变化自动调节流量的阀门。

它在液压系统中具有重要作用，可以有效地平衡流体的压力，降低系统的能量消耗，提高系统的响应速度和稳定性。

负载敏感多路阀由阀体、阀芯、弹簧、调节阀、负载敏感元件等组成。

当液压系统中有负载变化时，负载敏感元件会感知负载的变化，并通过调节阀控制阀芯的移动，进而改变液压系统的流量。

具体工作原理如下：当液压系统中没有负载作用时，阀芯处于初始位置，流体通过阀体的中心通道直接流过，不受阀芯控制，流量较大。

同时，弹簧的压力将阀芯保持在初始位置。

当液压系统中有负载作用时，负载敏感元件会感知到负载的变化。

如果负载增加，负载敏感元件会发出信号，通过调节阀补充液压系统中的压力。

增加液压系统中的压力可以推动阀芯的运动。

阀芯的运动会改变阀体中通道的截面积，从而改变液体的流量。

负载敏感多路阀会根据负载的变化，自动调整阀芯的位置，控制液体的流量。

当液压系统中的负载减少时，负载敏感元件会感知到负载的变化，并通过调节阀降低液压系统中的压力。

降低压力可以使阀芯回到初始位置，恢复到较大的流量状态。

通过以上工作原理，负载敏感多路阀可以根据负载的变化自动调节流量，从而使液压系统能够更好地适应实际的工作状态。

它可以实时监测负载的变化，并迅速响应，及时调整流量，平衡系统的压力，提高系统的工作效率和稳定性。

负载敏感多路阀在液压系统中的应用非常广泛。

例如，在挖掘机、起重机、农机等大型设备中，负载敏感多路阀可以根据负载变化，精确控制液压系统的流量，从而实现平稳的工作，减少能量消耗，延长设备的使用寿命。

负载敏感多路阀的工作原理简单而可靠，它通过监测负载的变化，自动调节流量，提高了液压系统的工作效率和稳定性。

同时，它还可以降低系统的能源消耗，节约成本。

因此，负载敏感多路阀在液压系统中具有重要作用，为现代工程机械的发展提供了有力的支撑。

负载敏感液压系统压力振荡问题的解决办法◎ 应金玲 吴碧青 中国科学院南海海洋研究所摘 要：本文主要根据负载敏感液压系统的基本原理，结合实际应用过程中遇到的故障及解决经验，介绍负载敏感液压系统压力振荡问题的一种简单有效的解决办法，供相关液压设计人员及用户参考，希望液压设计人员在设计负载敏感液压系统时能够充分考虑各种复杂工况，设计更加合理，在实际应用中能够不断发展和完善。

关键词：负载敏感液压系统；压力振荡；蓄能器；节流孔1.负荷敏感液压系统基本原理负载敏感液压系统L S（lo a d senser）是一种液压系统中感受压力、流量变化和控制的需求，提供液压系统设备所需要的压力和流量的液压回路。

系统将控制阀后负载压力传递给负载敏感的变量泵，变量泵根据负载压力变化改变泵的排量，使泵提供系统所需求的流量。

下面结合某科考船6000米地质绞车液压控制系统部分截图来简单介绍一下负载敏感液压系统基本原理。

负载敏感液压系统主要的部件有负载敏感变量柱塞泵（见图1）、电液比例换向阀、压力补偿阀等功能阀件（见图2）。

负载敏感系统的工作原理核心为系统将负载的压力反馈到负载敏感泵上，压力油通过泵上的LS口，传入到泵内，泵内的负载敏感阀的弹簧感受压力油压力大小，改变泵的斜盘角度，从而改变泵的输出流量。

进一步讲是负载敏感阀上的弹簧，感受压力油而获得的弹簧变形的程度来改变泵的输出排量。

电液比例换向阀与压力补偿阀配合使用，由于压力补偿阀能保证换向阀前后压差（即泵出口压力和负载压力之差）恒定，去执行元件的流量仅由比例换向阀的开口大小决定，与负载压力无关。

电液比例换向阀前后压差（即泵出口压力和负载压力之差），即为压力补偿阀的调定弹簧值△P。

由于△P为常量，从而各执行元件的流量取决于电液比例换向阀阀口面积A的大小，即与压力无关的流量分配，可以很精准地控制执行元件的速度。

采用负载敏感技术的优点是：系统的输出压力及流量直接取决于负载，能确保液压泵的压力与负载所需自动匹配，可以大大提高系统的功率利用率；而且也能精确地控制负载的速度，使绞车速度变化平滑，根据负载调节泵输出流量，减少系统发热和能量损耗。