负载敏感液压系统典型工况原理分析

合集下载

负载敏感液压技术原理和海上现场应用案例——王文鑫

二、负载敏感系统工作流程和结构
在那里（方向控制阀内）油液通过一个很小的节流口流回油箱，从而使得压力-流量控制阀芯在运动过程中具有相应的阻尼，以确保调节系统乃至过程的稳定性
渤中FPSO作业公司 20
Copyright preservation@2016 Belongs to Wang Wenxin
二、负载敏感系统工作流程和结构
液压泵监控系统并调控系统参数的补偿器
渤中FPSO作业公司
8
Copyright preservation@2016 Belongs to Wang Wenxin
二、负载敏感系统工作流程和结构
它由一个“高压”补偿器，滑阀与调定值为3000PSI的调压弹簧相互作用；以及一个低压“压力-流量”补偿器，其滑阀与调定值为200PSI的调压弹簧相互作用组成。两个补偿器均直接安装在液压泵上，作为液压泵的附属元件。
渤中FPSO作业公司 3
Copyright preservation@2016 Belongs to Wang Wenxin
一、负载敏感系统的简介负载敏感组成部件
1、变量柱塞泵：该泵具有一个压力补偿器，系统不工作时，补偿器使其能够在较低的压力（常见有200PSI）下保持待机状态。当系统转入工作状态时，补偿器感受系统的流量需求并在系统工况变化时根据流量需求提供可调的流量。同时，液压泵也要感受并响应液压系统的压力需求。多数液压系统并非在恒定的压力下工作，当外部载荷变化时，液压系统的工作压力是不同的
主要内容：
一．负载敏感系统的简介二．负载敏感系统工作流程和结构三．负载敏感系统与传统液压系统的对比四．华南吊机负载敏感系统介绍五．FRAMO系统负载敏感系统的介绍六．尾输液压系统低负和高负载切换模式七．船艏绞车液压系统负载敏感系统简图

负载敏感泵

实际使用中，负载敏感泵通常不是与节流阀，而是与负载敏感阀或比例换向阀配合使用。

为介绍其原理，此处先假设负载有流量需求，即P口有通路。

当节流阀通径足够大且全开时，节流阀前后压力基本相等。

由于流量阀左右腔压力分别是节流前和节流后的压力，所以此时流量阀左右腔压力也基本相等。

流量阀在弹簧力的作用下处于初始位置，泵变量活塞腔与回油相通，泵工作在最大排量。

当节流阀开度逐渐减小，如果泵输出流量不变，则节流阀前后压差逐渐增大，即流量阀两端压差越来越大。

当节流阀开度减小到一定程度以下，如果泵输出流量还是不变，必然会造成节流阀的前后压差超过流量阀的设定压差（A10V产品中流量阀的标准设定压差Δp=1.4MPa），于是流量阀右移，泵出口油进入变量活塞腔，将斜盘向小角度方向推动。

斜盘角度稍有减小，泵输出流量随即减小，于是节流阀因过流量减小而压差降低。

当油液流经节流阀产生的压差正好与流量阀设定压差相等时，流量阀达到平衡状态，泵斜盘稳定在某个位置，使泵的输出流量与节流阀开度相匹配，即所谓的要多少流量给多少流量。

待机时，对于中位闭芯式负载敏感阀或比例换向阀而言，节流口处于关闭状态。

此时节流阀的前后压差即为泵的待机压力,待机压力一般比Δp高0.2MPa左右，一般与系统管阻、泵结构等有关。

当待机压力超过流量阀的设定压差（A10V产品中流量阀的标准设定压差Δp=1.4MPa），于是流量阀右移，泵出口油进入变量活塞腔，将斜盘向小角度方向推动，直到泵流量到最小约等于零（大于零的部分用于维持泵及系统泄漏）。

当油液流经节流阀产生的压差正好与流量阀设定压差相等时，流量阀达到平衡状态，泵斜盘稳定在某个位置，使泵的输出流量与节流阀开度相匹配，即所谓的要多少流量给多少流量”是否理解为为维持此时泵的输出流量，流量阀在平衡状态是在不断调整开度的？。

新型电子式负载敏感液压系统

右侧比例换向阀输入信号阀芯由中位至左位（阀芯由中位至左位（P-B；A-T）
仿真结果分析
Q = KA ∆P
左侧比例换向阀阀口面积变化曲线
右侧比例换向阀阀口面积变化曲线
左侧比例换向阀流量曲线
右侧比例换向阀流量曲线
比例换向阀压降结果分析
左侧比例换向阀P 左侧比例换向阀P-A压差变化曲线
左侧比例换向阀B 左侧比例换向阀B-T压差变化曲线
1）泵源流量输出等于各个负载流量需求的总和；）泵源流量输出等于各个负载流量需求的总和； 2）泵源压力输出等于最大负载压力需求与负载敏感压力(10bar)之和）泵源压力输出等于最大负载压力需求与负载敏感压力之和； 3）泵源输出功率根据外负载的变化而变化。）
新、旧系统的对比
先导油路的改动
原系统的先导控制油路将有所变化。原系统的先导控制油路将有所变化。应主要考虑改动后先导控制油路中压力保持（行走机构中的停车）后先导控制油路中压力保持（行走机构中的停车）及先导油路的泄压问题等。导油路的泄压问题等。
流量反馈中的抗饱和增益
针对阀钱压力补偿存在的流量饱和问题，针对阀钱压力补偿存在的流量饱和问题，新系统可以对流量反馈信号加以增益，以抵抗流量饱和。反馈信号加以增益，以抵抗流量饱和。但同时会造成相应的溢流损失。损失。
电液比例系统调节相对滞后
相比原系统，新型电比例系统调节会产生滞后性的问题。相比原系统，新型电比例系统调节会产生滞后性的问题。
1、电液比例复合控制泵；2、电比例减压阀；3、电液比例三位四通阀；4、压力传感器；5、外负载油缸；电液比例复合控制泵；电比例减压阀；电液比例三位四通阀；压力传感器；外负载油缸；压力反馈控制器； 6、压力反馈控制器；7、流量反馈控制器

负载敏感多路阀工作原理

负载敏感多路阀工作原理负载敏感多路阀（Load Sensitive Multiple Valve）是一种常见的液压传动元件，它可以根据系统的负载情况自动调节液压流量和压力。

它主要应用于液压系统中，可以有效地控制和调节工作装置的运动速度，提高系统的工作效率。

负载敏感多路阀的工作原理是基于流量和压力的反馈控制。

它由多个节点和一个控制器组成。

每个节点都有一个单向或双向阀门，用于控制液压流量和压力。

控制器通过感知系统的负载情况，通过调节阀门的开关状态，以达到控制液压流量和压力的目的。

当负载敏感多路阀工作时，首先需要测量系统的负载情况。

这可以通过安装传感器来实现，传感器可以测量液体的流速、压力和温度等参数。

这些数据将传输给控制器，控制器将分析这些数据并根据负载情况做出相应的调节。

根据系统的负载情况，控制器会判断是否需要增加或减少液压流量。

当系统负载较小时，控制器会适当地增加阀门的开度，以增加液压流量。

当系统负载较大时，控制器会相应地减少阀门的开度，以减少液压流量。

这样，就可以在不同的负载情况下保持适当的液压流量，以达到最佳工作状态。

另外，负载敏感多路阀还可以自动调节液压压力。

在系统负载较小的情况下，控制器会增加阀门的压力限制，以增加液压压力。

而在系统负载较大的情况下，控制器会减小阀门的压力限制，以减少液压压力。

这样，就可以在不同的负载情况下保持适当的液压压力，以确保系统的安全和稳定运行。

负载敏感多路阀还可以通过组合和联动控制多个阀门，以实现更复杂的液压系统控制。

通过调节不同阀门的开关状态和流量限制，可以精确控制工作装置的运动速度和位置。

总之，负载敏感多路阀通过感知系统的负载情况，自动调节液压流量和压力，从而提高液压系统的工作效率。

它是现代液压系统中不可或缺的重要元件，广泛应用于工程机械、农业机械、船舶等领域。

随着科技的不断进步，负载敏感多路阀将进一步发展和应用，为更多行业带来更高效、更安全的液压系统。

在现代工程领域，负载敏感多路阀扮演着举足轻重的角色。

采用负载敏感控制技术的绞车液压系统设计

第22卷第3期2008年6月　江苏科技大学学报(自然科学版)Journal of J iangsu University of Science and Technol ogy(Natural Science Editi on)Vo1122No13Jun.2008采用负载敏感控制技术的绞车液压系统设计朱鹏程,鄢华林(江苏科技大学机械与动力工程学院,江苏镇江212003)摘　要:采用负载敏感控制技术设计了一种既能电控,又能手动,全方位旋转的绞车液压系统,并给出了主要参数的计算过程及主要元器件的选型.该液压系统具有结构紧凑、使用方便、执行元件控制回路互不干扰、可靠性高、节能等优点.关键词:液压绞车;比例多路阀;负载敏感中图分类号:TH13719 文献标识码:A 文章编号:1673-4807(2008)03-0039-04D esi gn of w i n ch hydrauli c system w ith load sen si n g con trol technologyZHU Pengcheng,Y AN Hualin(School of Mechanical and Power Eng.,J iangsu University of Science and Technol ogy,Zhenjiang J iangsu212003,China)Abstract:By using the l oad sensing contr ol technique,a hydraulic syste m for the free r otati on winch con2 tr olled both manually and electrically is designed.The computati onal p r ocedure of main para meters and the type selecting of the main components are given.This hydraulic syste m has the advantages of compact conf or2 mati on,convenient in use,without interference bet w een executive components,high reliability and energy saving.Key words:hydraulic winch;p r oporti onal directi onal s pool valve;l oad sensing0　引　言绞车是用于提升、下放重物的动力设备,主要有电动绞车和液压绞车两大类.液压绞车是将液压基础元部件进行新的组合,并与机械部分相结合,利用液压马达直接或通过减速箱来拖动滚筒的一种新型的提升机械.与电气传动设备相比,在同样功率下,由于液压装置功率密度大、结构紧凑以及其它一些优点,使得其在传动领域占的份额越来越大[1-2].同时随着液压技术、材料科学的发展,液压元器件越来越小型化,集成度越来越高,与过去相比,同样体积情况下,实现的功能越来越复杂.依据某船用回转起吊设备设计任务书,文中设计的绞车系统具有如下功能:提升机构位于旋转平台上,在提升、下放重物时平台也需要旋转,平台旋转时不能影响提升或下放重物的速度.主要参数有储缆长度50m,缆绳直径8mm,曲率半径250mm,额定工作张力1200kg,平台回转阻力矩1600N・m;收、放缆速度0～110m/s,平台旋转速度0～6r/m in,二者均能无极调速;整个系统既要能采用手动操作,也要能采用电控方式操作.1　负载敏感控制技术负载敏感系统是一种能够感受系统压力、流量需求,提供负载所需的流量和压力的液压回路[3-6].实收稿日期:2007-09-06作者简介:朱鹏程(1975-)男,江苏江都人,讲师,研究方向为机电液一体化.E2mail:tsupc@现负载敏感控制需要一个负载敏感柱塞泵(以下简称柱塞泵)和负载敏感控制阀(以下简称控制阀)组成.图1　负载敏感泵原理Fig .1　Princi p le of l oad 2sensing pu mp 当液压系统待机状态时,控制阀必须切断执行元件(油缸或马达)与柱塞泵之间的压力信号,这将使得柱塞泵自动转入低压等待状态.当控制阀工作时,先从执行元件得到压力需求,并将压力信号传递给柱塞泵,使泵开始对系统压力做出响应,同时,当外部载荷变化时,柱塞泵也要感受并响应液压系统的压力需求.系统所需的流量是由控制阀的滑阀开度控制的.系统的流量需求通过反馈管道、控制阀反馈给柱塞泵,使整个液压系统具有根据载荷情况提供工作所需的压力-流量特性.图1是贵州力源GY -A10V0/31系列负载敏感柱塞泵的等效原理图,除了调速阀1外其余部分均为柱塞泵的内部元件.根据执行元件(图中未画出)对流量的要求,设定调速阀1的开口量.负载经泵的X 口被引到流量补偿器4的右端,同时,泵的出口压力被引到流量补偿器4的左端和压力补偿阀3的左端,流量补偿器4.当泵输出流量大于(或小于)调速阀1的流量值时,泵的输出压力与负载压力之间的压差大于(或小于)流量补偿器4弹簧设定值,于是阀心被推向右端(或左端),流量补偿器4开口增大(或减小),使泵出口B 与变量缸2之间的阻尼减小(或增大),变量缸2右端压力增大(或减小),于是变量缸2活塞向左(或右)移动,使泵斜盘角度变小(或变大),从而减小(或增大)泵的输出流量.所以这种系统是利用检测液压泵出口压力和负载压力之间的压差和反馈这个压差来控制泵流量的输出,使它适应于负载流量[7].图2　液压原理图Fig .2　Sche matic diagra m of hydraulic syste m 上述是描述泵的流量能自动适应于负载流量,还有一个问题必须说明的是负载压力是如何反馈到泵上的,这就要牵涉到另一个元件———负载敏感控制阀.下面以德国HA W E 公司的PS V 型比例多路阀为例来介绍.PS V 型比例多路阀具有无级调速;速度与负载变化无关;满足多个执行元件同时工作;具有手动和电控两种控制方式;具有负载敏感功能,与负载敏感变量泵相配合,提高液压系统效率,减少发热;高集成性,节约安装空间,减轻整机重量等优点.其原理如图2中虚线框5所示.在本系统中,实际工作时共有两个执行机构:卷筒马达和回转马达,因此本文选择的是两路比例多路阀,加上主块5-1,在功能结构上共有3部分.主块5-1包含有安全阀和减压阀,安全阀限定进入阀组的最高压力;减压阀为后续的换向阀5-2、5-3的换向提供液压推力.与执行机构相连的5-2、5-3均具有手动和电液比例换向的功能,每一路换向阀含有一个定压差减压阀和一个梭阀.以5-2为例,当该路阀处于上位时,马达B 口进油,处于收缆状态,此时B 口的压力经过5-2内部油道的反馈,分别作用于定差减压阀和梭阀.定差减压阀与换向阀的节流口相串,形成调速阀的功能,因此经过换向阀的流量仅取决于阀心开口大小;作用于本路梭阀的压力油与其它路梭阀的压力进行比较,压力值最高者反馈到油泵的X 口(负载敏感04江苏科技大学学报(自然科学版)2008年口),使泵的输出压力比该压力略高,以保证最高负载回路的效率.2　液压系统组成及工作原理1)液压系统组成如图2所示,液压系统的执行机构主要有两部分,一是驱动卷筒旋转的马达(简称卷筒马达),数量为两台,可互为备份,通过手动换向阀8来切换.图示状态,上马达处于工作状态,下马达由于其A、B口互通,处于浮动状态,且能保持其内部充分润滑.如果由于某种原因上马达卡死,可操纵阀8,使其左位,就可使下马达投入使用;一是驱动平台回转的马达(简称回转马达).能源机构采用电动机驱动的变量柱塞泵,主要控制元件为两路比例多路阀组,用来分别控制卷筒马达和回转马达.2)液压系统工作原理卷筒马达收缆:比例阀换向阀5-2上位,压力油由5-2经平衡阀7的单向阀、手动换向阀8进入马达B口,再经5-2回油.同时压力油经梭阀6经减压阀9进入马达制动器,使制动器打开.卷筒马达放缆:比例阀换向阀5-2下位,压力油由5-2进入马达A口,回油经手动换向阀8进入平衡阀7平衡负负载压力,再经5-2回油.同时压力油经梭阀6经减压阀9进入马达制动器,使制动器打开.收、放缆速度由5-2的开口度控制.回转平台正、反转控制直接由比例阀换向阀5-3控制,并且没有负负载问题,其原理比较简单,要说明的是在平台紧急制动情况下,需要加装缓冲阀溢流阀10,当产生较大冲击压力时使溢流阀打开,实现缓冲,并向马达低压腔补油,以防止产生气穴现象.3　主要参数计算及元件选型311　卷筒马达由卷筒储缆长度、缆绳直径、卷筒直径等参数,可设计卷筒只卷绕一层缆绳,这样卷筒长度约为255mm 即可满足要求.则负载作用于卷筒的力臂即为卷筒半径加上缆绳半径为254mm,即缆绳缠绕半径R= 01254m.行星齿轮减速器选用宁波意宁公司传动机构配套型,规格为C4DB,变速比i1=515,依据厂方提供数据,卷筒到液压马达的机械传动总效率ηi1=019,则额定负载折算到马达上的转矩T1=F・R/(ηi1・i1) =1200×918×01254/(019×515)=60314.当最高线速度υ=110m/s,对应液压马达最高转速为n1=υ2πR×i1=110×602π×01254×515=206178据此条件动力驱动选用意宁公司的径向柱塞马达I N M05-200,其主要参数如表1所示.表1　I N M05-200马达参数表Tab.1　Main para meters of p lunger mot or最高转速/(r/m in)额定转矩/(N・m)额定压力/MPa最高压力/MPa单位理论扭矩/(N・m/MPa)排量/(m l/r)重量/kg8007602528301419122 参照I N M系列马达产品样本,并考虑长期运行后元件效率的降低,马达机械效率取ηM1=0188,马达容积效率ηV1=0195.则液压马达的工作压差为Δp1=2πT1V1・ηM1=2π×6031401191×10-3×0188=2216液压马达的工作流量为q1=V1n11000ηV1=191×2061781000×0195=411614第3期朱鹏程等:采用负载敏感控制技术的绞车液压系统设计312　回转马达行星齿轮减速器为意宁公司生产的C215C型,变速比为i2=7.要使回转平台转速为6r/m in,回转装置马达转速应为n=6×7=42.(单位为r/m in),依据厂方提供数据,减速器效率为ηi2=0194,则额定负载折算到马达上的转矩T2=T L/(ηi2・i2)=1600/(0194×7)=24312.(单位为N・m).选择液压马达型号为I N M05-75,其主要参数如表2所示.表2　I N M05-75马达参数表Tab.2　Main para meters of hydraulic mot or最高转速/(r/m in)额定转矩/(N・m)额定压力/MPa最高压力/MPa单位理论扭矩/(N・m/MPa)排量/(ml/r)重量/kg100029525421511187422 参照I N M系列马达产品样本,并考虑长期运行后元件效率的降低,马达机械效率取ηM2=0188,马达容积效率ηV2=0195.回转马达的流量q2=n2V2ηV2=42×1151000×0195=511工作压差Δp2=2πT2V2・ηM2=2π×1600/7/019401115×10-3×0188=1511系统总流量q=q1+q2=4116+511=4617313　其它元件选型考虑系统结构紧凑、关键部件可靠性、元件价格等多种因素,并根据以上计算可选择液压泵为贵州力源L10VS045DF LR/31R变量柱塞泵,比例多路阀组为HA W E公司PS V型,其型号为PS V3G1/250-3—32 O63/63/E A2—32J6/6/E A2.其它各种控制阀选择的主要依据为阀所在油路的最大工作压力和通过该阀的最大实际流量,并考虑到系统将来维护的方便性,所有阀件均选择HA W E公司产品:梭阀6型号WV14 -S;平衡阀7型号LHK33;两位四通换向阀8型号SP3W-CK;减压阀9型号A M1-40,双向缓冲溢流阀10型号DV M4.4　结　论本设备采用了负载敏感柱塞泵和比例多路阀构成负载敏感控制系统,确保了卷筒马达和回转马达运动互不干扰,并且速度不受负载变化的影响.整个系统十分简洁,结构紧凑.系统运行可靠,并且节约能量,既可电控操作,也可手动操作,完全满足设计任务要求.参考文献(References)[1]　吴辉海.液压绞车[M].北京:煤炭出版社,1989.[2]　王积伟,章宏甲,黄谊.液压与气压传动[M].北京:机械工业出版社,2006.[3]　杨华勇,曹剑,徐兵,等.多路换向阀的发展历程与研究展望[J].机械工程学报,2005,41(10):1-5.Yang Huay ong,Cao J ian,Xu B ing,et al.Pr ogress in the ev oluti on of directi onal contr ol valves and future trends[J].Chinese Journal of M echanical Engineering,2005,41(10):1-5.(in Chinese)[4]　Johns on O.Load sensing syste m s contr ol s peed accurately[J].Hydraulic&Pneum atics,1995(3):33-36.[5]　顾临怡,谢莫俊.多执行器负载敏感系统的分流控制发展综述[J].机床与液压,2001(3):3-6.[6]　冯刚,江峰.负载感应系统原理发展与应用研究[J].煤矿机械,2003(9):27-29.Feng Gang,J iang Feng.The p rinci p le devel opment and app lied research of the l oad2sensing hydraulic syste m[J].CoalM ine M achinery,2003(9):27-29.(in Chinese)[7]　柳波,鲁湖斌,陈金涛,等.A10V泵功率匹配的动态仿真[J].工程机械,2006,37(7):21-25.(责任编辑:贡洪殿) 24江苏科技大学学报(自然科学版)2008年。

负载敏感液压系统典型工况原理分析

负载敏感液压系统典型工况原理分析作者：李现友来源：《价值工程》2013年第26期摘要：重点讲述了负载敏感系统的基本结构，包括负载敏感泵及匹配元件。

详细分析了系统待机状态，压力自适应变化，流量按需分配及过载安全保护的四个典型工作工况及负载敏感系统中存在的流量欠饱和现象及处理方案。

Abstract： The structure of load sensing hydraulic system was described，including the load sensing pump and matched element. Four typical working conditions were analyzed， that including standby model， adaptive changes in pressure， flow distribution according to need and overload protection. The solution of under saturated flow in load sensing hydraulic system was presented.关键词：负载敏感技术；变量泵；流量分配；压力最适应Key words： loading sensing technology；variable pump；flow distribution；adaptive changes in pressure中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）26-0051-020 引言液压控制技术所具有的优势使其在各个领域得到了广泛应用，但其在应用过程中为了满足控制需求必然存在节流、溢流、减压等工况，这种工况会使工作过程的效率降低、能耗变大。

如果系统在运行中存在执行机构需要多少流量、压力液压泵就能提供多大的流量、压力，而不存在溢流、节流、减压的损失，真正达到“按需供给”，那么将大大改善液压控制技术的效率问题。

负载敏感控制技术在TBM液压系统中的应用

负载敏感控制技术在TBM液压系统中的应用2010-08-27 11:43:11来源：中华铁道网浏览次数：86网友评论0 条液压技术是基于帕斯卡定律（Pascal Law），以有压流体（压力油）为介质，来实现能量传递和自动控制的一种应用技术。

液压传动传递动力大，运动平稳。

液压技术可应用在需要传递高功率及负载运动需要精确控制的场合。

对于液压系统来说，压力和流量是两个基本参数。

液压系统的压力是由负载来确定的，而流量是系统重点要控制的变量。

流量与压力的乘积为功率。

因此，对该两变量进行控制，关系到系统的功率利用率问题。

论文将以负载敏感控制技术为依据，论述液压系统功率效率及控制问题。

并以WIRTH TB880E隧道掘进机中液压系统作为应用实例，加以说明。

1负载敏感技术的原理负载敏感技术，简言之，就是将负载需要的压力、流量与泵的压力、流量相匹配以最大限度地提高系统效率的技术。

要提高系统效率，一方面，需要将负载的压力与泵的输出压力相适应；另一方面，泵的输出流量正好满足负载运动速度的需要。

此外，还需要实现待机状态的低功耗。

如图1所示，实现负载敏感控制的系统由下列元件组成：负载敏感变量柱塞泵1，速度调节元件（节流阀）2，压力传感元件（梭阀）3。

在柱塞泵1上有压差控制阀4和压力控制阀5。

压力控制阀用来限定泵的最高工作压力Pmax。

负载的驱动压力Pl，通过梭阀3反馈到泵的控制口X，压差控制阀4用来设定泵的出口与执行元件（油缸）进油口之间的压差△P。

从而，执行元件的运动速度取决于节流阀2的开度(节流阀的流量关系式确定Q=f（A, △P）)。

即在此系统中，节流阀和压差控制阀共同组成了一个调速阀。

只要Pl≤Pmax-△P,无论负载怎么变化，泵提供的流量能始终与负载的要求相适应，而泵的输出压力为Pl+△P。

这样液压系统的效率（不计入泵的效率及执行元件的效率）为Pl/(Pl+△P)。

当系统未工作，处于待机状态时，负载压力Pl=0，系统的待机功率损耗为△PQp 。

负载敏感多路阀工作原理

负载敏感多路阀工作原理负载敏感多路阀（Load Sensitive Multiport Valve）是一种可以根据负载变化自动调节流量的阀门。

它在液压系统中具有重要作用，可以有效地平衡流体的压力，降低系统的能量消耗，提高系统的响应速度和稳定性。

负载敏感多路阀由阀体、阀芯、弹簧、调节阀、负载敏感元件等组成。

当液压系统中有负载变化时，负载敏感元件会感知负载的变化，并通过调节阀控制阀芯的移动，进而改变液压系统的流量。

具体工作原理如下：当液压系统中没有负载作用时，阀芯处于初始位置，流体通过阀体的中心通道直接流过，不受阀芯控制，流量较大。

同时，弹簧的压力将阀芯保持在初始位置。

当液压系统中有负载作用时，负载敏感元件会感知到负载的变化。

如果负载增加，负载敏感元件会发出信号，通过调节阀补充液压系统中的压力。

增加液压系统中的压力可以推动阀芯的运动。

阀芯的运动会改变阀体中通道的截面积，从而改变液体的流量。

负载敏感多路阀会根据负载的变化，自动调整阀芯的位置，控制液体的流量。

当液压系统中的负载减少时，负载敏感元件会感知到负载的变化，并通过调节阀降低液压系统中的压力。

降低压力可以使阀芯回到初始位置，恢复到较大的流量状态。

通过以上工作原理，负载敏感多路阀可以根据负载的变化自动调节流量，从而使液压系统能够更好地适应实际的工作状态。

它可以实时监测负载的变化，并迅速响应，及时调整流量，平衡系统的压力，提高系统的工作效率和稳定性。

负载敏感多路阀在液压系统中的应用非常广泛。

例如，在挖掘机、起重机、农机等大型设备中，负载敏感多路阀可以根据负载变化，精确控制液压系统的流量，从而实现平稳的工作，减少能量消耗，延长设备的使用寿命。

负载敏感多路阀的工作原理简单而可靠，它通过监测负载的变化，自动调节流量，提高了液压系统的工作效率和稳定性。

同时，它还可以降低系统的能源消耗，节约成本。

因此，负载敏感多路阀在液压系统中具有重要作用，为现代工程机械的发展提供了有力的支撑。

负载敏感(LS)控制系统工作原理与操作

Eaton®中等负载柱塞泵（斜盘-轴向）负载敏感（LS）控制系统工作原理与操作——Load Sensing Sytem-Principle and Operation王清岩[译]CCE（JLU,CHINA）15-09-2005Load Sensing Principle of OperationPage序言 (3)何谓负载敏感? (4)负载敏感系统是如何工作的 (5)采用负载敏感控制的优点 (14)开发与调试 (25)系统比较 (26)应用 (27)负载敏感控制技术的前景 (27)Load Sensing Principle of Operation序言早在二十世纪六十年代后期，一些年轻的工程师对液压传动技术的优缺点进行了仔细的分析。

中位开放式液压系统,采用了一个定排量的齿轮泵，提供恒定的流量，系统压力是由作用于工作介质上的载荷决定的。

为限制系统的最高工作压力，必须设置一个高压溢流阀。

当系统工作压力达到设定值，液压泵近乎全部流量将通过溢流阀流回油箱，因而导致极高的功率损失，并在系统中产生大量的热损耗致使系统效率极低。

相比之下中位封闭的液压系统具有排量可调的优点，排量调节的范围可从最小排量至最大排量，甚至正向最大排量至反向最大排量；并且无需在系统中设置溢流阀。

其最大工作压力的控制是通过液压泵内部的补偿器实现的。

此类补偿器可在系统因负载超出额定范围导致系统受到阻滞的状态下通过限压变量活塞使泵卸荷即液压泵处于高压运转状态、但排量近乎为零。

此时液压泵将进入等待状态，并保持较高的工作压力，直至负载被克服或恢复操作阀的控制状态。

中位闭式系统的缺点是液压泵试图在所有的工况下均实现所限定的最高工作压力附近的排量调节。

但是液压系统还有这样一类工况，即期望获得较大的流量而所要求的工作压力却很低。

中位闭式的系统在此种工况下导致了较高的压力降并在能量损失过程中产生大量的热。

工程师们于是设想，若能将两种系统的优点进行合并将得到最佳的性能。

负载敏感技术原理

负载敏感技术原理1）关于负载敏感控制，从基本类型来讲可以区分为两大类：阀控系统与泵控系统。

楼主的示例是泵控系统。

2）在阀控系统中，如果只考虑用途比较广泛的传统方式，区分为比例方向阀前串联定差减压阀的负载补偿型，和比例方向阀并联定差溢流阀的负载敏感型。

在一般工业系统中，或者使用前者，或者使用后者，两者不可兼得。

3）第二点中，串联定差减压阀的负载敏感系统，其基本优点是所控制负载速度只与输入信号有关，不受负载压力变化的影响。

其缺点在于这是个定压系统，还存在较大的能量损失。

4）第二点中，并联定差溢流阀的负载敏感系统，除了所控制负载速度只与输入信号有关，不受负载压力变化的影响之外，其基本优点是节能，即不是定压系统，泵的出口压力仅仅比负载高一个固定的数值，例如5－10bar。

同时，阀内可配置先导压力阀，当系统压力达到其调定值时，就与主阀构成系统安全阀，限于系统的最高压力，省去另设系统安全阀。

在第3、第4中，有些产品还通过设置附加液压半桥，获得比例方向阀阀口压差的小范围可调，以适应用户的要求。

5）如前所述，上述第3、第4所讲的定差减压型，与定差溢流型在一般的比例方向阀系统中，两者只能选一。

这种负载补偿情况，在多路阀控制的多负载系统中，得到了新的发展（在多路阀中能够构成负载敏感系统的只有4通型多路阀，一般的6通型多路阀是无法实现的）。

这就是：多路阀中每一联配置定差减压阀，同时通过梭阀网络将同时动作各联的最高负载压力（LS信号）引到泵出口的定差溢流阀，总体上构成负载敏感适应系统。

也就是说，这种配置的负载敏感系统中各联之间互不干扰，速度只与各联输入信号相关；而且泵的出口压力不是一个定值，它随时随刻都只是比当时的最高负载压力高出一个固定的数值。

6）就以多路阀为例，介绍泵控负载敏感系统。

实际上就是上面第5点的LS信号不是引到定差溢流阀，而是引到负载敏感泵就成了（即以负载敏感泵代替第5点的定量泵和定差溢流阀）。

7）对于多路阀系统，第5点的系统一般称为开中心负载敏感系统，它还是有一定的能量损失。

负载敏感液压系统压力振荡问题的解决办法

负载敏感液压系统压力振荡问题的解决办法◎ 应金玲吴碧青中国科学院南海海洋研究所摘要：本文主要根据负载敏感液压系统的基本原理，结合实际应用过程中遇到的故障及解决经验，介绍负载敏感液压系统压力振荡问题的一种简单有效的解决办法，供相关液压设计人员及用户参考，希望液压设计人员在设计负载敏感液压系统时能够充分考虑各种复杂工况，设计更加合理，在实际应用中能够不断发展和完善。

关键词：负载敏感液压系统；压力振荡；蓄能器；节流孔1.负荷敏感液压系统基本原理负载敏感液压系统L S（lo a d senser）是一种液压系统中感受压力、流量变化和控制的需求，提供液压系统设备所需要的压力和流量的液压回路。

系统将控制阀后负载压力传递给负载敏感的变量泵，变量泵根据负载压力变化改变泵的排量，使泵提供系统所需求的流量。

下面结合某科考船6000米地质绞车液压控制系统部分截图来简单介绍一下负载敏感液压系统基本原理。

负载敏感液压系统主要的部件有负载敏感变量柱塞泵（见图1）、电液比例换向阀、压力补偿阀等功能阀件（见图2）。

负载敏感系统的工作原理核心为系统将负载的压力反馈到负载敏感泵上，压力油通过泵上的LS口，传入到泵内，泵内的负载敏感阀的弹簧感受压力油压力大小，改变泵的斜盘角度，从而改变泵的输出流量。

进一步讲是负载敏感阀上的弹簧，感受压力油而获得的弹簧变形的程度来改变泵的输出排量。

电液比例换向阀与压力补偿阀配合使用，由于压力补偿阀能保证换向阀前后压差（即泵出口压力和负载压力之差）恒定，去执行元件的流量仅由比例换向阀的开口大小决定，与负载压力无关。

电液比例换向阀前后压差（即泵出口压力和负载压力之差），即为压力补偿阀的调定弹簧值△P。

由于△P为常量，从而各执行元件的流量取决于电液比例换向阀阀口面积A的大小，即与压力无关的流量分配，可以很精准地控制执行元件的速度。

采用负载敏感技术的优点是：系统的输出压力及流量直接取决于负载，能确保液压泵的压力与负载所需自动匹配，可以大大提高系统的功率利用率；而且也能精确地控制负载的速度，使绞车速度变化平滑，根据负载调节泵输出流量，减少系统发热和能量损耗。

负载敏感液压系统典型工况原理分析

阀弹簧压力时，通过５负载敏感阀进入７大腔活塞无杆
② 负载敏感系统将溢流损失降至为零，但还存在节流
２．２压力自 ‘ 适应变化压力自适应变化是指系统可以损失，并且负载压力相差越大，节流损失能耗越严重。根据负载的大小变化，总能自动的提供比最大负载所需压 ③负载运行的压力越接近设定工作压力，其效率越高。力高出某一近似定值的压力。
新的平衡状态，此时的压力升高以满足最高负载的要
求。但无论对于左位负载还是右位负载根据流量公式Ｏ：ＣＡＡＰ￣可知其流量并未发生改变。因为总要满足最高负载压力的需求，所以随着左位负载的增加，Ｐ一Ｐ的差值也随之增加，即左位负载的节流损失急剧增加。所以多负载工作的负载敏感系统工作
减小。５负载敏感阀阀芯平衡遭到破坏，阀芯左移，７大腔
活塞压力得到释放，从而使斜盘倾角变大，流量变大。经过
震荡，４压力补偿阀和５负载敏感阀又都处于新的平衡状态。此时的流量满足流量的需求。２．４过载安全保护如果负载突然增大，此时油源压
停机转为待机状态。对于一般的液压系统此时的流量可以联负载的流量减少，速度降低甚至停止，而低压负载的流通过卸荷阀卸荷，对于低压系统短时间待机也可以通过溢量不会发生变化。这就不能实现工程上的复合动作要求。流阀溢流。为了解决这一问题力士乐公司发明了ＬＵＤＶ系统，可以很

液压挖掘机多路阀同步性能负载敏感性分析

Chenmical Intermediate当代化工研究2016·081综述与专论液压挖掘机多路阀同步性能负载敏感性分析ＯＯ旷水章（湖南交通工程学院ＯＯ湖南ＯＯ421009）摘要：传统负流量控制多路阀进行复合动作时，其各分支输出流量受负载压力影响较大，有动作协同性差的不足点，出于这一现象，搭建了负流量控制多路阀数学模型，对其负载敏感性进行了仿真分析，找到了影响其同步性能的敏感因素。

关键词：液压挖掘机；多路阀；同步性能基金项目：湖南省教育厅高等学校科研项目(15C0494)、湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目(634)中图分类号：Ｔ文献标识码：ＡLoad Sensitivity Analysis of Hydraulic Shovel Multitandem Valve Synchronous PropertyKuang Shuizhang(Hunan Traffic Engineering College, Hunan, 421009)Abstract ：When the traditional negative flow control multi-way valve takes the composite moves, its output flow of each branch is influenced greatly by the loading pressure and has the shortcoming of weak action synchronicity. In order to solve this problem, we establish themathematical model of negative flow control multi-way valve and take simulation analysis of its loading sensitivity, besides, we find out the sensitive factors influencing the synchronization performance.Key words ：hydraulic shovel ；multitandem valve ；synchronous property引言伴随改革开放的继续推进，工业现代化继续深入，社会对工程机械的资源有效率和工作性能等提出了进一步的需要。

负载反馈液压系统的应用分析

负载反馈液压系统的应用分析节能是现代液压传动发展的方向。

节能液压系统是根据负载需要供给压力和流量，使流量消耗最少。

目前，节能效果较好的液压系统是负载反馈系统，该系统多用于负载较多，工况变化较大的工程土方机械。

从控制方式上又可分为泵控方式和阀控方式。

泵控负载反馈液压系统是根据负载需要控制变量泵的输出流量的回路。

阀控负载反馈液压系统是通过三通调速阀来调节系统流量满足负载的需要。

阀控负载反馈系统一般使用定量液压泵。

1.泵控负载反馈液压系统的工作原理如图1所示，泵的变量机构根据节流器两端的压力变化来调节泵的排量。

设计者可设定一个压力值p0作为调节目标，在系统稳定工作时，Δp= p0，如想改变系统工作状态，通过调节节流面积来改变Δp值，使之偏离p0值。

这时泵的变量机构就会作出反，系统应，调节泵的排量来改变Δp值，直至Δp= p就可稳定地工作在新的流量状态。

在应用负载反馈原理的液压系统中，只要改变节流面积，就可以有效地控制泵的排量，从而控制工作机构的速度。

节流器也可以是节流阀，也可以是方向阀，如手动换向阀或电磁比例换向阀等。

系统在工作过程中，如泵的排量已达到最大值，无论节流面积如何增大，系统流量也不会继续增加，此时，称系统处于“流量不饱和”状态。

显然，阀对执行机构已失去了控制。

图1所示单负载泵控负载反馈系统，其流量变化可用式（1）来计算：Q=CfΔp1/2（1）式中：C——流量系数f——阀开口面积由式（1）可以作出系统的流量变化曲线（图2），由曲线Ⅰ可以看出，当f>f max时，无论f如何变化，系统流量不会发生变化。

所以，匹配合理的系统应工作在曲线Ⅰ的上升段，即节流面积f≤f max。

图3所示为多负载泵控制负载反馈液压系统示意图。

该系统的工作特性为泵工作压力满足最大负载需要，流量满足所有负载需要。

负载之间的压力差由补偿器补偿，即对压力较小的负载，其补偿器要衰减掉一定压力，使各控制阀两端压差与其控制流量相对应。

负载敏感多路阀原理

负载敏感多路阀原理引言：负载敏感多路阀（Load-Sensitive Multiple Orifice Valve）是一种在流体系统中广泛使用的控制元件，其原理基于负载敏感的特性，可以实现对流体流量的精确调节和分配。

本文将介绍负载敏感多路阀的原理、工作方式以及在实际应用中的优势。

一、负载敏感多路阀的原理负载敏感多路阀的原理基于流体在通过阀体时的压力差异，通过调节阀口的大小和数量，实现对流体流量的控制。

该阀在不同负载条件下能够自动调节阀口的开启程度，从而保持稳定的流量输出。

二、负载敏感多路阀的工作方式负载敏感多路阀由多个阀口组成，每个阀口都可以独立地控制流体的通断。

当系统中的负载增加时，流体通过阀体的压力降将增大，这会导致阀口自动调整以增加流量输出。

相反，当系统中的负载减少时，流体通过阀体的压力降将减小，阀口会自动调整以减少流量输出。

通过这种方式，负载敏感多路阀能够实时监测系统的负载情况，并自动调节流量以适应负载的变化。

三、负载敏感多路阀的优势1. 精确控制：负载敏感多路阀通过自动调节阀口的大小和数量，能够实现对流体流量的精确控制。

无论负载变化多大，都能够保持稳定的流量输出。

2. 高效能耗：负载敏感多路阀能够根据负载的变化自动调节流量，避免流体过量或不足的情况，从而提高能源利用效率。

3. 系统稳定：负载敏感多路阀能够实时监测系统的负载情况，并根据负载的变化调节流量，保持系统的稳定性和可靠性。

4. 安全可靠：负载敏感多路阀在设计上考虑了各种负载情况，并能够自动调节流量以适应负载的变化，确保系统的安全运行。

5. 适应性强：负载敏感多路阀可以根据不同的应用需求进行调整和配置，适用于各种流体系统，具有较强的通用性和适应性。

结论：负载敏感多路阀作为一种流体控制元件，在现代工业自动化系统中具有重要的应用价值。

其原理基于负载敏感的特性，通过调节阀口的大小和数量实现对流体流量的精确调节和分配。

负载敏感多路阀具有精确控制、高效能耗、系统稳定、安全可靠和适应性强等优势，能够满足不同流体系统的需求。

负载敏感技术在液压系统中的应用

由于比例伺服阀２阀口前后的压差是恒定的，
因此，在此方案中，即便采用开环控制的方式，系统的速度控制精度也是相当高的。通过调整泵１上的流量阀４可以改变比例伺服阀２的流量增益，，也即阀的通流能力。当然提高阀４的设定压力亦会降低系统的效率。
参加２０汉诺威工业博览会０７
２０汉诺威工业博览会于２０年４月１～０日０７０７６２在德国汉诺威市召开。中国液气密工业协会内企业参加该展会共３家。８协会与西麦克国际展览公司合作组团，８１家企业入会参展，展地面积３２０平方米。参加协会展团的企业有：合肥长源液压件有限责任公司宁波汉商液压有限公司宁波铮华阀门管件有限公司镇江液压件厂有限公司南京液压机械制造厂有限公司江都永坚有限公司济宁泰丰液压有限公司奉化新华液压件厂海特克液压有限公司２ｍ７９ｍ９ｍ１ｍ８９ｍ９ｍ２ｍ７９ｍ１ｍ８黎明液压有限公司宁波亿日科实业有限公司北京华德液压工业集团有限公司金城集团进出１股份有限公司５上海国昂进出１股份有限公司５宁波慈溪进出１有限公司５广州宝力特液压密封有限公司榆次液压有限公司浙江苏强格液压有限公司１ｍ８２ｍ４１ｍ８９ｍ１ｍ８１ｍ８１ｍ８１ｍ８９ｍ
维普资讯
第５（期总第２期）４
２００７年９月
流体钴动与控副
ＦｌｉｏｌＴｒｎｍｉｓｏｎＣｎｒｌｕｄＰｗｅ＂ａｓｓｉｎａｄｏｔｏ
Ｎ．（ｅｉｌＮ．４ｏＳｒｏ）５ａ２

液控负载敏感系统分析及其研究

液控负载敏感系统分析及其研究文章对国外油路“闭中心负载敏感系统”工作原理进行了介绍，并分析了“闭中心”系统泵和阀的工作过程以及对各种工作状态进行了理论推导，依据理论分析在试验台上测试了数据，从而证明了“闭中心负载敏感系统”可按负载需要提供油液，功率损耗低，效率高。

为国内中小型挖掘机使用“闭中心负载敏感系统”提供了理论依据。

标签：负载敏感；流量；阀芯；负载敏感阀1 引言目前，液压挖掘机有两种油路：开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统。

国内厂家多采用“开中心”控制系统，而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用“闭中心”系统。

本文重点研究及分析“闭中心负载敏感系统”，为国内在中小型挖掘机上使用负载敏感控制系统提供理论依据。

2 闭中心负载敏感系统原理闭中心负载敏感系统简单来讲就是一种感受系统压力-流量需求，在载荷需要的工作压力下仅提供维持系统工作的必要流量，这样就可以起到节能的目的。

“闭中心”系统原理如（图1）所示：首先需要一个变量柱塞泵，其次要有一个压力感应阀和换向阀。

对于具有负载敏感控制的液压泵，它所输出的流量根据负载工况自动进行调节后仅提供负载实际运行所需流量，也就是液压泵将根据负载自动调节自身斜盘摆角来改变排量，满足系统对不同压力和流量的需求。

系统负载所需的流量只与阀开口面积有关系。

3 液控负载敏感系统在各种状态下泵、阀工作方式的分析。

我们结合原理图来分析系统的工作过程。

液控负载敏感系统工作原理如图1。

3.1 当系统没有启动处于初始状态时变量柱塞泵在自身弹簧力的作用下，斜盘处在最大角度；在此情况下，液压泵准备在最大排量下工作，因此可向系统提供最大的流量如图1所示。

3.2 当系统启动电机或柴油机后3.2.1 阀2封闭了泵输出的流量，流量仅仅流向阀3的右端克服阀3左端的弹簧力，当泵输出的流量产生的压力等于左端的弹簧力后，阀芯开始向左移动，阀3被接通流量通过阀3流向活塞Ⅱ当油液产生的压力加上活塞Ⅱ弹簧力等于活塞Ⅰ的弹簧力后，斜盘开始向最小角度附近摆动，泵输出较小的流量来维持变量柱塞泵的内部泄露，变量柱塞泵此状态被称为低压待机。

力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统

力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统主要内容介绍了力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统组成及其工作原理、特性。

重点分析了多路阀液压系统、液压泵控制系统、各主要液压作用元件液压回路及多路阀先导操纵系统等。

目前液压挖掘机有两种油路: 开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统, 我国国产液压挖掘机大多采用”开中心”系统, 而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用”闭中心”系统。

闭中心具有明显的优点, 但价格较贵。

国内厂家对开中心系统比较熟悉, 而对闭中心系统不太了解,因此有必要来介绍一下闭中心系统, 本文重点分析力士乐闭中心负载敏感压力补偿(LUDV) 挖掘机油路。

LUDV 意为与负载无关的分配阀。

LUDV系统力士乐挖掘机液压系统可以看作由以下4 部分组成:①多路阀液压系统(主油路) ;②液压泵控制液压系统(包括与发动机综合控制) ;③各液压作用元件液压子系统, 包括动臂、斗杆、铲斗、回转和行走液压系统, 还包括附属装置液压系统;④多路阀操纵和控制液压系统。

LUDV系统是力士乐等公司在改进负荷传感技术的基础上发展起来的，它是不受负载影响的流量分配系统，它将常开式压力补偿改为常闭式，泵所提供的流量与负载所需相匹配，避免了不必要的空流和节流损失。

即使泵的流量小于系统复合动作所需的流量，各动作的相对速度也不会发生变化，从而保证动作的协调性，避免动作冲击。

1 多路阀液压系统多路阀液压系统是液压挖掘机的主油路, 它确定了液压泵如何向各液压作用元件的供油方式, 决定了液压挖掘机的工作特性。

力士乐采用的闭中位负载敏感压力补偿多路阀液压系统的工作原理见图1 (因换向阀不影响原理分析, 故未画出) 。

图1 挖掘机力士乐主油路简图挖掘机力士乐主油路由工装油路和回转油路二个负载敏感压力补偿系统组成。

1.1 工装油路工作装置和行走油路(除回转外) 简称工装油路,用阀后补偿分流比负载敏感压力补偿(LUDV)系统, 具有抗饱和功能。