【技術(shù)探討】液壓泵正流量控制與負(fù)流量控制

在我們常見的挖掘機(jī)中，除了小松使用LS控制外，大部分都使用負(fù)流量控制。
但是近年來有部分公司推出正流量控制，并且介紹說正流量有諸多好處，那么正流量真的有那么神嗎？
那我們就以川崎K3V系列為例，來分析一下挖掘機(jī)上液壓泵的控制原理

挖掘機(jī)在設(shè)計時，為了更有效地利用發(fā)動機(jī)的功率通常都采用恒功率變量泵，所謂的恒功率變量泵通俗一點說就是泵的壓力與泵的流量的乘積是一個常數(shù)，如果這個數(shù)值大于發(fā)動機(jī)的功率時就會出現(xiàn)我們常說的憋車。
所以每個設(shè)計者就其設(shè)計思想來說，都必須是使整個液壓系統(tǒng)的功率無限接近發(fā)動機(jī)的功率而又絕對不能大于發(fā)動機(jī)的功率。

在挖掘機(jī)的恒功率控制上分為兩個部分:

一、泵內(nèi)部的功率控制，是根據(jù)本泵的輸出壓力和他泵(另一個泵)的輸出壓力對泵的排量進(jìn)行的控制。當(dāng)壓力升高時,泵的排量隨之減小;當(dāng)壓力降低時,泵的排量隨之增大;如果系統(tǒng)的壓力低于先導(dǎo)壓力時則引入先導(dǎo)壓力對其排量進(jìn)行控制。無論是對于正流量還是負(fù)流量,就此一部分而言,不管是從理論上還是從結(jié)構(gòu)上都沒有什么不同,也就是說在此部分沒有什么正流量和負(fù)流量之分。這是液壓泵恒功率控制的主體,在此不作討論。

二、外部信號對泵的功率的控制，這里說的外部信號是指先導(dǎo)操作系統(tǒng),主壓力系統(tǒng),發(fā)動機(jī)系統(tǒng)等等一切與泵的功率控制有關(guān)的信息的綜合。在負(fù)流量中是負(fù)壓信號和其它信號的綜合，在正流量中是正壓信號和其它信號的綜合。這兩個其它信號也沒有什么不同,關(guān)鍵就在于負(fù)壓信號和正壓信號的區(qū)別。

我們知道,在挖掘機(jī)上,各執(zhí)行元件的速度會隨操作手柄的行程的變化而變化。液壓系統(tǒng)則會根據(jù)這種變化，對其排量進(jìn)行控制。而負(fù)流量和正流量的區(qū)別就在于這種變化的信號采集位置的不同。
負(fù)流量:?手柄行程越大,對應(yīng)的二次先導(dǎo)壓力也會越大,由二次先導(dǎo)壓力控制的主閥芯的開啟度也會越大。與之對應(yīng), 主閥芯的開啟度越大,主油路分向執(zhí)行元件的油越多,執(zhí)行元件的速度就會越快。通過中位流經(jīng)負(fù)壓信號發(fā)生裝置的油越少,負(fù)壓信號的壓力值就會越小;反之如果手柄行程越小,對應(yīng)的二次先導(dǎo)壓力也會越小,由二次先導(dǎo)壓力控制的主閥芯的開啟度也會越小。 與之對應(yīng), 主閥芯的開啟度越小,主油路分向執(zhí)行元件的油越少,執(zhí)行元件的速度就會越慢, 通過中位流經(jīng)負(fù)壓信號發(fā)生裝置的油就越多,負(fù)壓信號的壓力值就會越大。液壓泵根據(jù)負(fù)壓信號的壓力值的大小來對其排量進(jìn)行控制，這就是負(fù)流量控制。他的信號采集點，是主油路中主控制閥的出口處。     
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正流量:在正流量的主控制閥上沒有負(fù)壓信號發(fā)生裝置,他的信號采集于二次先導(dǎo)。其它部分與負(fù)流量沒有什么區(qū)別。

與負(fù)流量相比正流量為什么操作敏感性好？      由于負(fù)壓控制的信號采集點在主挖掘閥的出口處,只有主控制閥有動作時此負(fù)壓信號才會發(fā)生變化,從而使泵的排量發(fā)生變化,這就使得液壓泵的控制永遠(yuǎn)滯后于主控制閥的控制。
而在正流量中,由于泵的控制信號采集于二次先導(dǎo)壓力,此壓力信號同時發(fā)送液壓泵和主控制閥,這就是使的兩者的動作可以同步進(jìn)行。
這就是 “與負(fù)流量相比正流量操作敏感性好”的主要原因。

與負(fù)流量相比正流量為什么節(jié)油？
在負(fù)流量控制的液壓系統(tǒng)中,負(fù)壓信號的壓力大約是5MPa到6MPa,此壓力只用于產(chǎn)生負(fù)壓信號;而正流量控制的液壓系統(tǒng)中,由于沒有此裝置,他的回油壓力僅僅是背壓(一般在0.5MPa左右),這就減少了一個不必要的功率損失,從而使的正流量的挖掘機(jī)在完成同樣工作量的情況下一定比負(fù)流量控制的挖掘機(jī)省油。

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