液压行走机械带定量泵的负载补偿系统（中位开启负载敏感系统）

基本回路

负载敏感系统(LS)意味着, 驱动设备端口负载压力的变化, 可被压力补偿器、泵控器或闭环电控器测量得到, 并加以处理。 系统包括一个定量泵, 最高压力保护器, LS 方向阀, 压力补偿器和负载。当方向阀在中位时, 压力补偿器的先导油路接油箱, 只需克服压力补偿器处较小的压差, 泵的流量即可全部回油箱。在高精度控制区域, 泵的压力总是根据负载压力加上压力补偿器压差, 来进行调节。无用的流量经压力补偿器流到油箱。

带定量泵的 LS 系统(OCLS 系统)

扩充回路

对于这一回路中, 如需多个驱动设备同时作用, 则还需作进一步的改动。这也意味着, 在给定时间段内, 压力补偿器需始终设成被驱动负载中的最高压力值;利用梭阀的选择功能,可做到这一点。在给定时间段内, 被驱动负载的最高压力, 到达盖板的压力补偿器(3)。这种设计方式相当于一个三通流量阀, 只是仅对最高负载的驱动设备。除此之外,在给定时间段内,未受最高压力的阀,如需保持压力不变, 则每一阀组需另加一个流量阀, 也即一个单独的压力补偿器。

OCLS 系统的扩充回路

中位油液循环 P → R 的压力损失

在无需驱动的阶段, 也即方向控制阀未起作用(中位), 则流量经中位循环的盖板到 R 端口回油箱, 或到另一个驱动设备。通过Δp 转换(盖板则可选), 该压力还可进一步达到最小值。

OCLS 系统中位油液循环 P → R 的压力损失

功率细分

多余的流量不经溢流阀, 而是经压力补偿器卸荷。压力补偿器在系统最高压力p1时不开启, 只在感应到的负载压力p2加上弹簧调定压力下才开启; 弹簧调定压力决定节流阀两端的压差Δp。当方向阀未起作用(中位), 则流量直接经过中位循环的盖板, 避免了流经整个阀块。泵的出口压力等于压力补偿器的压差。由于该压差与阀组的数量无关, 因而功率损失可以小于恒流量系统。在高精度控制范围, 该系统在功率损耗方面, 相比常规恒流量系统具有诸多优点, 且随着负载压力的降低而更加突出。对于多个驱动设备作用的情况, 只有当各负载压力小于系统最大压力时, 才会显现其优点。

OCLS 系统的功率损失

功率界限内的特性

OCLS 系统功率界限内的特性

当驱动设备负载压力较低, 且阀芯较大开口时, 驱动设备的理论总流量可能大于泵的输出流量。这时, 压力补偿器不起作用, 完全关闭; 而液压泵向系统供给全部流量。最后的泵压略大于最高负载压力。

OCLS 系统的控制特性曲线

控制特性

阀芯的节流口几何形状, 使得流量qv随阀芯行程s 而逐步增加, 保证平滑起动。方向阀的节流面积与盖板的压力补偿器一起, 组成了一个三通流量阀。负载的变化得到了补偿, 即使负载大小改变, 液压缸的速度也不变。阀芯在同样的行程s处开启, 而与负载压力无关。右图的两条曲线,分别对应于Δp=3bar和Δp=6bar。压差决定于压力补偿器的弹簧设定值。阀口一旦打开, 在阀芯行程 s过程中就建立压力 p, 而不会上升到超出负载压力。

阀芯的操纵力

LS 系统中, 操纵力较小且保持不变

OCLS 系统的操纵力

系统的优缺点

优点:

较低的控制压降, 与中位时的驱动设备数量无关；流量控制与负载压力无关； 不同负载的多个驱动设备可同时作用

； 由于控制阀芯的压降低, 因此操纵力较小

缺点:

相比恒流量系统, 技术上更为复杂；功耗仅比稍简单的恒流量系统略低；成本较高