压力补偿与负载敏感技术在高空作业车液压系统中的运用

压力补偿与负载敏感技术在高空作业车液压系统中的运用摘?要随着我国科技的不断发展进步，高空作业车的使用越来越普遍。在高空作业车的使用过程中，外界的负荷量会不断发生变化，且多收并符合操作过程中的流量分配也不会始终保持平稳，因此高空作业车使用过程中液压系统负载量会发生变化。本文通过对高空作业者液压系统和压力补偿技术、负载敏感技术的分析，针对压力补偿与负载敏感技术在高空作业车液压系统中的应用进行研究。

关键词压力补偿；负载敏感技术；高空作业车；液压系统

中图分类号 th 文献标识码 a 文章编号

1673-9671-(2012)052-0176-02

1 高空作业车的液压系统

高空作业车具有四种基本形式，即伸缩臂式、垂直升降式、折叠臂式以及混合式，高空作业车中的液压系统主要由上车液压系统与下车液压系统构成。两个系统之间靠中心回转接头进行连接。上车液压系统包括变幅系统、回转系统以及伸缩系统，下车液压系统即为支腿液压系统。

总体来讲，高空作业车的液压系统采用的是三泵双回路的液压系统，此种液压系统能够和柴油的功率相匹配，降低高空作业车的整机能耗量。在液压系统中使用的液压源的内部构成主要包括一台轴向柱塞泵、一台齿轮泵、一台应急齿轮泵组成。由于高空作业车在

行走过程中的行走液压马达的排量较大，因此要将其从整体系统中独立并分离出来，和轴向柱塞泵共同组成负载敏感系统。而原系统中的一些其他功能，例如伸缩、回转、变幅等，和齿轮泵共同组成压力补偿系统。压力补偿系统与负载敏感系统是完全独立并分开的。应急泵的主要用途为当主泵系统无法正常运行并工作时，应急泵可以作为收臂等一些应急功能的补偿

系统。

2 压力补偿技术在高空作业车液压系统中的运用

压力补偿技术的产生主要由于公式（1）、（2）。

公式（1）：q=k

公式（2）：q=lf ρ/k

由公式（1）和公式（2）可知：在△p或者是if不变时，那么流体的密度和流量之间为正开方关系或者是正比关系，但是大多数的流体密度会根据工况的变化而发生变化，因此流体密度需要温度和压力的补偿，让其能够处于相对稳定的状态中。根据流体力学中的薄臂节流孔流量公式（3）：

公式（3）：q=cd ao

公式（3）中：q表示节流孔的流量；cd表示节流孔的流量系数；ao表示节流孔的面积；△p表示节流口前后压力之间的差值；ρ表示流体的密度。根据公式（3）我们可知：如果可变节流控制阀当中压力保持稳定的话，那么在调定可变节流控制阀节流口面积之

后，能够通过节流阀中的流量便不会受到系统负载量变化的影响，流量能够一直保持相对稳定的状态。由节流阀以及定差减压阀组成的压力补偿器如下图1、图2所示。

高空作业车的液压系统主要包括齿轮泵、变幅、回转、工作斗调平以及伸缩等各个功能的机构共同组成。如果在高空作业车的液压系统中采用定量齿轮泵来供油，那么齿轮泵的排量便会是一个相对固定的值，而当高空作业车处于不同的工作状态下时，系统所需要的压力和流量会根据工作斗的相关情况发生变化，压

图1 定差减压型压力补偿器

图2 定位溢流压力补偿器

力和流量能够根据工作斗机构的高度、负载量以及臂杆的长度变化而相应变化。当我们采用两个手柄同时对其进行操作时，那么高空作业车的液压系统中需要的流量、压力，便不能够与单手柄操作时的流量、压力值相同。因此为了能够将这些功能付诸实践，应当在高空作业车的液压系统中适当应用压力补偿技术。

首先，在多路阀中位时，系统中定量泵输出的流量会经过定差溢流型的三通压力补偿器，并用相对来讲较低一些的压力来卸掉自身负荷。其次，通过定差液压型补偿器和电液比例阀两者之间的相互配合，通过梭阀中反馈的负载压力，能够在系统中实现调速阀中具备的各项功能。通过让进入执行元件中的流量保持相对恒定的状态，改变电液比例阀中的流量，以及其通过先导控制主阀过程中的

开度，便能够在一定范围内，改变换向阀阀口承受的压力差，从而达到改变系统中每一个执行器中最大流量的目的。再次，通过选择梭阀网络，能够将各个时刻下，某个执行器承受的最高压力，引入到系统中的三通补偿器弹簧敏感腔中，让泵出口压力能够与之适应，并在系统中的多路阀中任何一联离开中位的时候，泵出口压力能够始终高于系统最高压力，且两者之间的差能够保持在较小定值上。

由上文分析可知，将三通压力补偿器应用在高空作业车液压系统中，能够让高空作业车的液压系统拥有负载适应的功能，且此功能具有实时性，并能够让系统中的二通压力补偿器发挥出负载压力补偿所具备的各项功能。另外，在系统中，当多路阀处于中位时，系统中的压力相对较低，且与多路阀片数量之间并无直接关系，能够具有明显的节能效果。整体高空作业车液压系统的刚性较大，因此当系统受到负载之后，并不会发生十分明显的变化。而处于不同工作压力状态中的阀，能够同时进行动作，大大增强了液压系统的控制灵敏度。

3 负载敏感技术在高空作业车液压系统中的运用

上文所述的液压系统仅仅是泵输出压力与负载需要的压力，两者实现匹配的过程，属于压力匹配系统范畴之内，而系统中的定量泵想要将多余压力油全部排出，不单单需要将压力进行匹配，还需要通过压差溢流阀溢流，因此为了能够实现按照需要来提供油量，降

低能量的损失和消耗，还要在高空作业车液压系统中融合负载敏感技术。

3.1 负载敏感技术原理及构成

负载敏感控系统其实是感受系统压力和流量需求，并提供需要的压力和流量的液压回路。完整的负载敏感控制装置包括一个变量柱塞泵，且该泵需要具有压力补偿器，如果系统不工作时，补偿器要能够在较低的压力下保持待机的状态，当系统工作之后，补偿器要能够感受到系统流量的需求，并要在系统工况出现变化时，根据系统流量需求，为其提供可调控的流量，同时液压泵也能够感受到液压系统的压力需求，并及时对其进行响应。负载敏感系统中还需要一个具有特殊感应油路和阀口的控制阀，以此来实现完整控制功能。流量和压力需求通过信号道、控制阀，最终反馈给液压泵。让整体负载敏感系统能够根据负载情况来提供压力和流量。

3.2 负载敏感技术的运用

负载敏感技术，即通过利用液压泵出口压力与液压泵负载压力值之间的差距，来实现对液压泵输出流量的控制与调节，并能够在开环液压传动回路当中，实现压力闭环液压泵。负载敏感技术系统归属于高空作业车行走系统，并能够在行走系统中根据行走路面的阻力大小、行走速度等，来为系统提供出需要的压力与流量，且负载敏感系统采用的是定量泵供油的运行方式，大大降低了能量的浪费和消耗