大型养路机械的负载敏感泵与比例多路阀应用

在较先进的工程机械中，为了提高控制精度、节约能量、降低油温，在运动时同步动作的几个执行元件互不干扰，通常都采用负载敏感泵与比例多路阀的技术。负载敏感泵采用压力和流量联合控制，其输出流量不受负载压力和转速的影响，并且出口压力与负载压力相匹配。该泵具有突出的节能优点和恒流特性，已广泛应用于工业系统中。常用的普通多路阀液压系统，使用定量泵时，采用溢流阀溢流，这时系统的功率损耗较大（图7-8），而使用带有流量调节器负载敏感多路阀，会减少一部分功率损耗（图7-9）。如使用负载敏感泵和比例多路阀，则可使流量和压力与系统所需达到最佳匹配要求（图7-10）。这是目前大流量液压系统首选的控制方案。

图7-8 普通多路阀用于定量泵系统的效率

图7-9 比例多路阀用于定量泵系统的效率

图7-10 比例多路阀用于变量泵系统的效率

随着科学技术的发展，钻机的控制越来越人性化、智能化，钻机液压系统也正在不断地改进。将先进的负载敏感变量泵与电控比例多路阀组合应用到钻机主液压系统中，与常规恒压变量泵与手动换向阀或电控换向阀组合的钻机液压系统相比，在安全、节能、可控性、远程控制及反应速度等方面均具有明显的优势。(www.xing528.com)

图7-11所示为采用负载敏感变量泵和电控比例多路阀的液压系统原理图。

图7-11 采用负载敏感变量泵和电控比例多路阀的液压系统原理图

为了降低待机压力和能耗，满足管路简洁、维修方便、能远程控制、可控性强等要求，对系统做了进一步改进，主要采用负载敏感变量泵和电控比例多路阀来实现。

电控比例阀具有比例电控和手动控制双重控制功能，通常使用电控功能，手柄仅做应急使用。该电控比例阀主要通过电位计（电控手柄）输出无级可调的电信号，经放大器进行功率放大后驱动比例电磁铁，从而控制阀芯换向和开度，使得执行元件的方向和速度可调。因此电控比例阀不仅可控性好，而且能实现远程控制，从而使得阀体可就近布置，解决了管路简洁、维护方便的问题。

负载敏感变量泵类似于恒压变量泵，但其比恒压变量泵多一个负载传感阀。该泵集成了压力切断阀和负载传感阀。当起动泵时，泵的输出油液经St进入泵变量执行机构，使泵以最大排量输出；随着泵的运转，系统压力逐渐升高；由于电控比例多路阀不动作，故多路阀负载传感口L_S无压力反馈至泵，当系统压力升高到能克服负载传感阀X端弹簧的压力时，负载传感阀被打开，高压油经负载传感阀和压力切断阀后进入泵变量执行机构的无杆腔，从而减小泵排量，直至为零，并在此压力下待机；当电控比例阀动作时，阀的输出压力经负载传感口L_S反馈至负载传感阀的弹簧腔，负载传感阀被关闭，变量执行机构无杆腔压力卸荷，泵排量增加，以满足执行机构的流量需求。因此系统待机压力决定于负载传感阀弹簧刚度，系统工作时负载传感阀左端即为泵输出压力，右端为系统压力经管路压力损失和电控比例阀减压损失之后的压力，所以克服负载传感阀弹簧的压力时所需的压力略大于管路压力损失和电控比例阀减压损失之和，一般约为4MPa，在待机状态压力、流量均处于较低值，能耗少。