EP型电液比例控制系统优化技术

EP型电液比例控制使用比例电磁铁或者比例阀，根据电信号对排量进行连续控制，被控制量正比于所施加的控制电流。

马达从最小排量变化到最大排量对应的压差Δp对系统的性能和效率有较大的影响，它决定着马达的输出特性。Δp越小，系统越接近于恒压控制，若系统的流量保持稳定，则马达是恒功率输出，那么发动机和液压泵也处于恒功率输出状态，能充分利用发动机和液压系统的性能；Δp越大，马达偏离恒功率输出的差值越大，对系统的效率有一定的影响，因此从功率利用的角度希望Δp取一个较小的值。但是如果压差Δp过小，将使马达的刚性变差，一个小的压力波动就会引起排量的巨大变化，从而造成较大的速度波动，频繁的速度变化将对液压系统和整机的机械部件造成损害。

基于以上分析，设想根据不同的工况设计不同的Δp，一来可以满足具体工况需要，二来也可以充分利用发动机的功率。而要实现压差Δp可变的功能，采用EP型电液比例控制马达是较为简便可行的方法。

EP型电液比例控制原理图如图5-8所示。根据电信号可以无级或者两点控制液压马达排量，其工作原理是向液压马达的A、B工作油口的任一口提供压力油时，压力油都能通过单向阀进入变量缸的有杆腔，即变量缸有杆腔常通高压。当比例电磁铁的电流增大时，电磁力作用在比例阀阀芯上，克服调压弹簧和反馈弹簧的合力，推动比例阀阀芯向右移动，比例阀处于左位机能，液压马达工作压力油经比例阀进入变量缸无杆腔。由于变量缸活塞两端面积不相等，当两端都受压力油作用时，变量活塞将向左运动，固定在变量活塞上的反馈杆将带动配流盘及缸体摆动，使缸体与主轴之间的夹角减小，从而使马达排量减小。同时，反馈杆将压缩反馈弹簧，反馈弹簧作用在比例阀阀芯上的力增大，迫使阀芯向左移动，直到与电磁力平衡，比例阀回到中位，变量缸无杆腔的油道被封闭，液压马达停止变量。此时，液压马达将处于比例阀电流相对应的排量位置；当控制电流降低时，比例阀阀芯上的力平衡被打破，弹簧力大于电磁力，比例阀将由中位机能变为右位机能，变量缸无杆腔变为低压，在有杆腔压力油的作用下，变量活塞将向右运动，固定在变量活塞上的反馈杆将带动配流盘及缸体摆动，使缸体与主轴之间的夹角增大，从而使液压马达排量增大。同时，由于反馈杆随变量活塞向右移动，反馈弹簧压缩量减小，反馈弹簧作用在比例阀阀芯上的力减小，比例阀阀芯向右移动直到比例阀处于中位，变量缸大腔的油道被封闭，液压马达停止变量。综上所述，当控制电流在变量起始压力和变量终止压力之间变化时，液压马达排量将在最大和最小之间相应变化。EP型电液比例控制的特性曲线如图5-9所示。

图5-8 EP型电液比例控制原理图

图5-9 EP型电液比例控制特性曲线

A6VMEP控制有两种标准结构，即控制起点在V_gmax位置（最大转矩、最低转速）和控制起点在V_gmin位置（最小转矩、最高转速）。(www.xing528.com)

有两种控制方案供选用，即EP1（控制电压为DC12V，电流为400～900mA）和EP2（控制电压为DC24V，电流为200～450mA）。

如果仅要求变量液压马达做两点（双速）控制，则只要使电流通断即可得到这两个位置（对第二种标准结构在V_gmax位置断电，对第一种标准结构在V_gmin位置断电）。

由于所需的控制油取自高压侧，因此工作压力至少超过供油压力1.5MPa（当怠速时）。当工作压力小于1.5MPa时，需要由一个外部的单向阀通过油口G加上至少高于供油压力1.5MPa的辅助压力。

另有一种电控方式，即EP.D型液压比例控制，还具有恒压力控制功能，如图5-10所示。

恒压控制覆盖EP型液压比例控制功能，如果系统压力由于负载转矩（如负载瞬变）的缘故或由于液压马达摆角减小而升高，当压力达到了压力控制阀3的恒压设定值时，图5-10中压力控制阀3上位工作，压力油推动变量缸6的活塞使液压马达开始摆动到一个较大的排量角度。

排量增加导致系统压力减小，从而引起控制器偏差增大。当压力保持常数时，随着排量的增加马达的转矩也在增大。

压力控制阀的设定范围：当排量在28～200mL/r时为8～40MPa；当排量在250～1000mL/r时为80～35MPa。