關鍵詞：獨立流量分配　壓力補償閥　伺服活塞

 

    一、前言

 

    目前起重機的液壓系統通常采用的是負載傳感控制系統（ＬｏａｄＳｅｎｓｉｎｇ），該系統的功能是通過設在主閥芯前的阻尼孔來實現的，當系統通過多個阻尼孔操縱多個執行元件工作，所需的流量大于液壓泵所能提供的流量時，阻尼孔的壓差調節將會失效，結果是流量優先流向較低負載壓力的執行元件，而較高負載壓力的執行元件降低其速度直至停止運行。

 

    為了改善起重機產品的性能，有效地發揮其性能，我廠在中大噸位全地面起重機上采用了ＬＵＤＶ控制系統。所謂ＬＵＤＶ控制系統，即是指負載獨立流量分配系統，該系統以執行元件的最高負載壓力來控制液壓泵的斜盤并具有壓力補償功能，這種功能是通過設在主閥芯后的壓力補償閥來實現的。當執行元件所需的流量大于液壓泵所能提供的流量時，系統將按比例把液壓泵所提供的流量分配給各執行元件，而不是流向較低負載壓力的執行元件。

 

    二、流體力學理論

 

    如圖１所示，將壓力補償閥設計在主閥芯后，執行元件的最高壓力Ｐｌ通過梭閥傳遞給所有的壓力補償閥和液壓泵，由壓力補償閥彈簧設定的壓差作用于系統，從而使加在阻尼孔前后的壓差相等，即△ＰＩ＝ＡＰ２，泵將根據壓力流量方程：Ｑ＝Ｃ·Ａ，按照阻尼孔截面積Ａ１和Ａ２成正比例供油，也就是說兩回路所得到的流量只與換向閥的開度成比例。

 

    式中Ｃ——流量常數

 

    Ａ——閥芯開度面積

 

    ρ——油液的密度

 

    △Ｐ——閥前、后的壓力差

 

    當液壓泵的供油量在多個執行元件同時工作而不能滿足工作需要時，各阻尼孔前后的壓差△Ｐ１和△Ｐ２將相應減少，由于所有壓力補償閥上作用有最大的壓力△Ｐ，所以流量繼續以與負載壓力無關的方式進行分配，例如，當液壓泵流量供給不足時，假設泵的最大供給流量為３００Ｌ／ｍｉｎ，當通過閥１所需的流量為２６０Ｌ／ｍｉｎ，閥２所需的流量上升到１４０Ｌ／ｍｉｎ時，流經兩閥的所需總流量為４００Ｌ／ｍｉｎ，超過當前泵的最大供給流量，系統就會把流量按比例ｉ＝３００／４００＝０．７５向各閥進行分配，此時流過閥１的流量為Ｑ１＝１９５Ｌ／ｍｉｎ，流過閥２的流量為Ｑ２＝１０５Ｌ／ｍｉｎ。由此可見，并不是較低負載壓力的執行元件工作，而是各執行元件同時工作。

 

    三、工作原理

 

    壓力補償閥檢測負載壓力并控制泵的流量，此閥根據主泵出口的壓力Ｐ與壓力補償閥輸出口壓力Ｐ之間的壓差△Ｐ＝（Ｐ－Ｐ）來控制泵的斜盤擺角。壓力補償閥工作原理見圖２，壓力補償閥輸出口壓力Ｐ作用于ＬＳ閥的右腔（彈簧腔），主泵出口的壓力Ｐ作用壓力補償閥的左腔。壓力補償閥壓力Ｐ和彈簧力Ｆ之和與主泵出口的壓力Ｐ的大小相比較決定了壓力補償閥的滑閥的位置。

 

    當換向閥在中位時，壓力補償閥壓力Ｐ為ＯＭＰａ，壓力補償閥的滑閥被推到右邊，主泵出口的壓力Ｐ直接進入變量泵伺服活塞的小腔，并且主泵出口的壓力Ｐ同時也進入伺服活塞的大腔。由于變量泵伺服活塞大、小腔的面積差，伺服活塞被向左推，斜盤轉到最小傾角。

 

    當換向閥開度變大且泵的壓力Ｐ下降時，主泵出口的壓力Ｐ與壓力補償閥輸出口的壓力Ｐ之間的壓差△Ｐ變小，壓力補償閥輸出口壓力和彈簧力Ｆ把壓力補償閥的滑閥向左推，泵的壓力Ｐ直接進入變量泵伺服活塞的小腔，并且泵伺服活塞的大腔直接接油箱，故伺服活塞被向右推，使斜盤向排量增加的方向轉動。

 

    當換向閥開度變小且泵的壓力Ｐ升高時，主泵出口的壓力Ｐ與壓力補償閥輸出口的壓力Ｐ之間的壓差△Ｐ變大，壓力補償閥輸出口壓力Ｐ和彈簧力Ｆ把壓力補償閥的滑閥向右推，泵的壓力Ｐ直接進入變量泵伺服活塞的小腔，并且主泵出口的壓力Ｐ同時也進入伺服活塞的大腔。由于變量泵伺服活塞大、小腔的面積差，故伺服活塞被向左推，使斜盤向排量減少的方向轉動。

 

    四、結束語

 

    ＬＵＤＶ表示“與負載壓力無關的流量分配”，各ＬＵＤＶ壓力補償器均與最高壓力有關。ＬＵＤＶ系統可以檢測出負載的壓力，使泵的供油壓力始終高出負載壓力一個較小壓差。當執行器所需流量大于泵的流量時，系統會按比例將流量分配給各執行器。操作換向閥改變閥口開度，泵能自動調節并輸出與負載速度要求相適應的流量，而與負載大小無關，實現泵輸出功率與負載需要的匹配，極大提高了系統效率，達到了節能目的。如果ＬＵＤＶ系統內發生流量不足，既油泵不能提供足夠的流量，以所要求速度去操縱各執行元件．則各執行元件將按比例減少速度。ＬＵＤＶ系統的一大優點是，如果發生供油不足．不會有任何執行元件停止工作，這大大提高了操縱性能，尤其是在復合動作時，這一優點表現的更為明顯。該系統在我廠中大噸位全地面起重機上使用取得了良好的效果，減少了系統的發熱，極大地提高了系統效率和操縱性能。

 

    (end)