工程机械节能技术及应用：操控特性分析

（1）可操作性更好

为了使各个液压执行元件的动作不受负载压力变化的影响，负载敏感系统在每一个进入液压缸或液压马达驱动腔的流量控制阀的进口都装有压差补偿器，以保证控制阀的前后压差稳定，这样控制阀的流量只取决于阀口开度，而与负载大小无关，即在不同负载时，只要手柄的行程一致，执行元件的速度基本相同，因此，负载敏感系统的优点在于它能完全按驾驶人的意愿分配流量，因而其操纵协调性能高于正、负流量系统。

（2）执行元件的速度响应较负流量、正流量系统差

泵出口压力和最大负载压力的差值一般设定为2MPa，从节能角度出发，是否可以降低压差，其实这个参数不仅会影响整机的节能效果，也会影响执行元件的速度动态响应。采用正流量或负流量系统的六通多路阀为开中心系统，开中心在中位时液压泵始终有部分流量，一旦需要工作驱动负载时，液压泵就不用经过起动阶段，响应会比采用负载敏感技术的闭中心系统更快。由于负载敏感系统空载时没有液压油通过主液压阀，因而其响应时间均慢于正、负流量系统，但如此可使操作柔和，微动性能比较好。因此，一种理想的负载敏感压差控制方案实际上应该是变压差控制方案。当执行元件开始工作时，扩大压差以提高执行元件的动态响应，待执行元件起动后，降低压差以降低能量损耗。

（3）液压-机械压力检测管路的时间常数对系统稳定性的影响

当压力检测管路较长时，管路的时间常数对系统动态特性有负面影响的相移，负载补偿存在于液压执行元件压力建立阶段，引起负载压力检测信号的延迟，导致系统动态过程产生振荡，甚至不稳定。因此，功率适应泵和负载敏感阀需要经过仔细的动态设计，只能配套使用，因而元件的互换性比较差。也就是说，倘若你选用某家公司的功率适应泵，而采用另外一家公司的负载敏感阀，尽管规格相配，元件合格，但组成的系统却可能失效。(www.xing528.com)

为了简化先导控制管路、消耗先导控制管网引起的滞后，国外进一步发展了用电控比例阀代替液控减压阀的负载敏感技术。采用电液负载补偿可以克服该缺点，其主要特点是，去除机液负载补偿阀，通过检测液压控制阀两端的压差及阀芯位移，计算出通过该阀的流量，实现内部流量闭环控制。传统的负载敏感油路通过梭阀切换最高联负载，通过液压管路传递系统压力，当管路比较长时，系统将出现不稳定现象，而且所传递的压力为执行元件一端的压力，对另一端的压力一般不加检测，如果还按原先的控制方式，将出现一些异常工况。电液负载敏感方法是，在执行元件两端安装压力传感器，比较最高联的压力，最终控制执行系统的压力，由于电信号的传递几乎没有延时，故响应性能大大改善。

（4）流量波动较正流量、负流量系统更小，但存在初始阶跃冲击

图3-20 基于液控定差减压阀的负载补偿阀工作原理

如图3-20所示，负载补偿阀一般采用定差减压阀。负载补偿阀在初始工作状态时主阀口处于全开状态，一方面负载补偿阀自身为一个典型的质量-弹簧-阻尼系统，阀芯从全开位置移动到目标位置需要一个动态响应过程，另一方面阀芯从全开到目标位置时，阀芯的弹簧腔将会被进一步压缩，类似一个泵效应，弹簧腔的液压油会被挤压出来，进一步增大了出油口的液压油流量，使得系统会产生一个猛冲的过程，补偿特性较差，如图3-21所示。