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液压挖掘机的三种流量控制方式 摘要 ：在液压挖掘机的负载适应控制策略中，负流量（Negative Flow Control）、正流量控制（Positive Flow Control）及负荷传感器控制（Load Sensing Control）三种流量控制方式的流行称谓，是按其泵控特性来分类的。 本文通过对多种厂牌型号挖掘机的比较分析，提出了旁通流量控制（By-pass Flow Control）、先导传感控制（Pilot Sensing Control）及负荷传感控制的分 类。这一分类方法，对于设计时比较不同控制系统的性能和维修时理解不同控制 系统结构和功能的特点，都有所裨益。 1. 流量控制 在挖掘机的液压系统内，流量 Q、压力 P 及能耗（流量损失ΔQ、 压力损失ΔP）等参数的变化，反映了液压传动过程的控制特性。液 压系统工作时，压力 P 不是系统的固有参数，而是由外负荷决定的。 因此，当发动机转速n 一定时，要对液压系统的功率进行调节，其 e 实是对液压缸、液压马达等执行元件的进油量Q 进行调节（参看图 1）。 a 图 1.流量调节 如图 2 所示，有两种方法调节系统流量。第一种方法是泵控方 式，通过改变主泵的每转排量 q 来调节主泵的输出流量 Q 称为容积 p， 调速。常见的容积调速方式包括：①利用主泵出口压力 P 与主泵排 P 量 q 的乘积保持不变的恒扭矩控制；②利用发动机转速传感（ESS） 使主泵吸收的扭矩 p q 与主泵转速 n 的乘积保持不变的恒功率控制； P 0 ③在临近系统溢流压力时，减小主泵排量的压力切断控制；④配用破 碎头等作业附件时，由外部指令限定主泵最大排量的最大流量二段控 制；⑤双泵系统中，利用两泵出口压力的平均值与主泵流量乘积保持 不变的交叉功率控制（相加控制或总功率控制）；⑥多泵系统中，因 主泵组的液压总功率大于发动机的输出功率，为防止发动机出现失速， 采用了极限负荷控制。 除了容积调速，还有一种泵控方式是通过动力模式下的变功率控 制，利用外部指令设定不同工况下不同的发动机输出功率来改变主泵 转速 n ，从而调节主泵输出流量 Q=nq。 e 调节系统流量的第二种方法是阀控方式，可对主泵输出的流量进 行二次调节。这种通过改变主控阀开度来调节执行元件的进油量，称 为节流调速。常见的节流调速采用操作手柄（踏板）先导阀输出的二 次先导压力来调节主控阀的开度。 除了节流调速，还有其他多种阀控方式来调节执行元件的进油量， 例如：在不同作业模式下，利用外部指令对双泵合流与分流的控制； 动臂再生控制与斗杆再生控制；直线行走控制；复合作业时的动臂优 先控制或回转优先控制等等。 容积调速的传动效率高，但是动特性差。节流调速动特性好，但 是传动效率低。因此，在液压挖掘机上同时采用了容积调速与节流调 节，以适应作业中执行元件对流量的需求。不唯如此，为实现节能， 还要使容积调速时对主泵的控制与节流调速时对主控阀的控制协调 起来，泵控对阀控实时响应。就是说，当主控阀的节流开度关小时， 主泵的排量也要立即关小，反之亦然。这种按需供油的泵阀联合控制 被称为流量控制。 在液压挖掘机上，采用了三种流量控制方式：旁通流量控制、先 导传感控制及负荷传感控制。表 1 列出了部分厂牌机型采用的流量控 制方式。 1 图2 液压挖掘机的流量调节 2