N82： #数字液压#专题：液压系统数字化现状与趋势

负流量控制模式的特点是主泵排量与控制压力成反比。各联换向阀均采用开中心结构，在中位油路经过换向阀后、回油箱前增加一个节流阀，根据节流阀入口的压力大小来调节主泵的排量。当所有换向阀阀芯都处于中位时，泵输出的液压油直接通油箱，控制油路的压力升高，进而调节主泵排量减小。当先导控制压力使一个或多个换向阀阀芯移动时，通向液压缸或马达的阀芯开口逐渐增大，通向油箱的阀芯开口逐渐减小至最终关闭。这一过程中控制油路压力逐渐下降，主泵排量逐渐增大，执行元件的速度逐渐增大，而这一过程由操作人员操纵先导滑阀来控制。先导滑阀的控制压力决定换向阀芯各节流口的开度，进而决定了旁路回油量的大小，最后决定了控制油路的压力，由该压力的大小来调节泵的排量，其原理如图1所示。这是早期乃至当前液压挖掘机普遍采用的一种挖掘机液压控制系统。

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本 期 导 读

#数字液压#专题系列

液压数字化是现阶段液压行业发展的一个重要的新兴领域。

坦佩雷大学Matti Linjima教授对于数字液压系统提出如下定义[1]：

审校：李春光 丨 排版：马艳双

其他高速开关式数字液压元件

目前基于高速开关式的液压数字化技术的发展趋势主要是在于提高系统的能量效率，其研究方向主要有以下几个方面：

除了高速开关式液压阀元件，高速开关式液压数字化方面的研究还涵盖了高速开关式液压泵、高速开关式液压执行器、高速开关式液压变压器以及高速开关式液压功率控制系统等。其主要的设计核心在于元件的离散化、组合以及开关特性。在这些上述高速开关式数字液压执行元件中，均采用了开关阀元件作为主要控制元件。

1、高速开关式泵元件：

高速开关式泵的设计思路和高速开关式数字阀很相似，如下图所示，在各个定量泵的输出处并联一个以PWM信号控制的开关阀元件。

通过调节开关阀的输出来实现控制高速开关式数字泵输出油路的输出流量结果。在整个高速开关式数字泵系统中，可以通过调整开关阀的通径也可以改变定量泵的规格来实现对系统输入的控制。

此外，还有一种高速开关式数字泵结构原理的思路，其思路在于采用开关阀对单个柱塞或活塞进行控制，通过调节开关阀的开关，可以控制单个柱塞或活塞的流量输出，从而对整泵的输出进行控制。

2、高速开关式数字液压执行器：

高速开关式数字液压执行器包括高速开关式数字液压马达以及高速开关式数字液压缸等执行机构。

对于高速开关式数字液压马达的控制，主要是通过开关阀对马达输入流量的控制，从而达到控制液压马达的作用，如下图所示；

高速开关式数字液压缸的设计思路在于通过在高压端和低压端各连接一个开关阀作为输入输出控制元件。

3、高速开关式数字液压变压器：

用开关变换器来模拟电气开关转换器。高频的开关、适当的液压电感和快速止回阀可以实现降压变压器的功能，如下图所示：

4、高速开关式数字液压功率控制系统：

高速开关式数字液压功率控制系统（DHPMS）是一种新型的解决方案，其设计思路在于将一个独立的排量输出端拆分成多个独立的输出端。各个输出端的压力流量可以进行独立控制，同时其之间的压力转换是自动发生的。如下图所示是两种DHPMS的实现方式：

看到这，你的思路有没有被打开？欢迎留言说一说哦~

参考文献

[1] Matti Linjama. DIGITAL FLUID POWER – STATE OF THE ART. The Twelfth Scandinavian International Conference on Fluid Power,。 May 18-20, 2011, Tampere, Finland；

[2] Matti Linjama, Arto Laamanen, Matti Vilenius. IS IT TIME FOR DIGITAL HYDRAULICS. The Eighth Scandinavian International Conference on Fluid Power, SICFP’03, May 7-9, 2003, Tampere, Finland

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