与发动机转速连动控制的负载敏感系统

　　随着发动机的转速改变油泵流量随之变化，要求油泵控制目标补偿压差和多路阀进出口压差也随之改变，要求目标补偿压差随发动机转速自动变化，随着发动机转速上升，目标补偿压差自动增加。为此NACHI采用转速匹配控制阀。

　　图一 与发动机转速连动控制的负载敏感系统

　　利用先导操纵定量泵输出的液压油。经过定节流口产生的压差来检出发动机转速。因为定量泵的流量与发动机转速成正比，通过节流孔S产生的压差与泵的流量有关。把节流孔S前后压差作为油泵调节阀的目标压差。从而使油泵的排量控制与发动机转速相匹配。

　　通过转速匹配阀(实际是压差调节阀)检出节流孔前后压差P0。

　　从转速匹配阀的力平衡可得：

　　P0=P1-P2

　　式中：

　　P1—节流孔前压力

　　P2—节流孔后压力

　　在原油泵调节阀上取掉弹簧，将P0作用于油泵调节阀的左端，作为目标补偿压差(替代弹簧作用)与补偿压力PLS(作用在油泵调节阀的右端)相平衡，按P0= PLS来调节油泵的流量。

　　PLS=PV-PLmax为多路阀进口压力和最高负载压力之差。PLS= Pm-PL，PLS也是各操纵阀入口压力Pm和出口压力PL之压差。

　　目标补偿压差△P(PLS)随发动机转速而变，使系统与发动机工况相匹配，使得在所有发动机转速范围都能保持最佳的操纵感觉，改善了微调操作性能，也降低了系统的能耗。

　　图二(a)为通常负载敏感系统，图中表示在发动机高转速和低转速时，阀杆行程和通过流量的关系曲线。

　　图二 阀杆行程流量特性

　　从图中可见，当发动机在低转速时，阀杆达到一定行程后，阀杆行程(阀的开度)增加，阀控制的流量保持不变(在图中水平线)。

　　图二(b)为转速连动控制的负载敏感系统，由于转速连动控制，当发动机转速低时，补偿压差降低，因此该情况下，阀杆行程和通过流量曲线，为一条连续的倾斜线，没有水平线区段。

　　发动机高转速和低转速，流量与行程的特性曲线，仅斜率不同，发动机低转速时，特性曲线倾斜度小，微调操作性能好。

　　与自身负载压力相关的压力补偿阀(见图三)

　　压力补偿是保持操纵阀的进出口压差在目标压差值来进行控制的。当遇到惯性负载较大时，例如挖掘机回转马达启动时，负载压力变化比回转速度变化来的快，负载压力PL迅速升高，而流量增加跟不上，使压力补偿阀不能按补偿压力正确调整，产生过度或不足调整，来回摆动，伴随着产生大的流量变动。使得进入回转马达的流量偏离目标流量来回增减变动，引起回转马达产生振摆波动。为了避免这个问题，过去挖掘机采用负载敏感压力补偿系统时，一般回转马达独立地采用单泵供油。

　　NACHI为了解决这个问题，开发了与自身负载压力相关的压力补偿阀，其具体结构见图三。

　　它由阀体、滑阀和柱塞组成，滑阀的右端有一个受压面积A1，作用着操纵阀的进口压力，滑阀的左端有两个受压面积A2和A3，分别作用着补偿压力PLS和自己的负载压力PL(如图三所示)。

　　图三 与自身负载压力相关的压力补偿阀

　　图四 由压力补偿阀力平衡可得

　　PLSA2+PLA3= PmA1

　　操纵阀进出口压差 △P= Pm-PL

　　如 A2=A3=A，令K=A/A1

　　则： △P=KPLS-(1-K)PL

　　当 A=A1 △P=PLS △P等于补偿压力

　　当 A≠A1时 A1>A K<1 △P随负荷增加而减少

　　A1>A K>1 △P随负荷增加而增加

　　采用K<1压力补偿阀结构，△P与自身负载压力有关，如图四所示，随着自身负载压力的提高，压差△P减少，使得流量自动减少，这样当遇到惯性负荷时，不会因负载压力突然增高，产生压力补偿阀过度调整，使进入回转马达的流量超过目标流量。避免了产生来回振摆的现象。

　　采用了这种与自身负载压力相关的压力补偿阀，遇到惯性负荷也能平稳控制，挖掘机回转就不需要采用单独油泵供油。