【正文】 P保持不變，流量 Q不受負(fù)荷變化的影響，且只與開口面積有關(guān)， 負(fù)載敏感控制系統(tǒng)利用將負(fù)載壓力反饋到壓力補償閥的方法即可實現(xiàn) ? P=常數(shù)。 壓力補償閥的工作原理如下式： ons tPAFPP KSP c1 ????? 彈簧力決定了在節(jié)流孔 A1處的壓差 ? P恒定不變。進入執(zhí)行元件的流量 Q正比于節(jié)流孔面積 1A ，多余流量通過壓力補償閥直接返回油箱，從而保證 ? P恒定不變。傳統(tǒng)的負(fù)荷傳感閥一般都匹配有相應(yīng)的壓力補償器 ，使每一個閥口上的壓力都保持定值。當(dāng)泵的供油能力達(dá)到飽和狀態(tài)時，負(fù)傳感功能將會失效。最高負(fù)載回路上的執(zhí)行元件速度將會逐漸降低，直至運動停止，使挖掘機動作失去協(xié)調(diào)性。然而在多路閥上采用流量分配型的壓力補償原理，將壓力補償閥設(shè)在多路閥的下游，各執(zhí)行元件中的最高壓力信號被傳遞給所有壓力補償閥和液壓泵，上述問題將可以得到解決，如圖 。 圖 7 流量分配型壓力補償原理 最高負(fù)載壓力信號被當(dāng)作為比例控制信號傳遞給所有的壓力補償閥，使全部的多路閥的輸出壓力都不能超過最高負(fù)載壓力，而負(fù)荷傳感控制器亦在最高負(fù)載壓力 的作用下控制液壓泵的排量，使泵輸出的壓力值比最高負(fù)載壓力高出一定值。那么，全部的多路閥閥口上的壓力差就可以調(diào)節(jié)在同一個值。即便泵輸出流量不夠，不能保持多路閥閥口上正常的負(fù)荷傳感壓差，但在溢流壓力補償閥的作用下，仍可以讓全部多路閥閥口上的壓差繼續(xù)保持一致。此時，盡管執(zhí)行器的工作速度會降低，但由于全部閥口上的壓差保持一致，各執(zhí)行器的工作速度之間的比例關(guān)系可保持不變，故可保證挖掘機動作的準(zhǔn)確性。較典型的產(chǎn)品有 Linde公 16 第 頁 共 72 頁 司的 VW系列同步閥和 Rexroth公司的 LUDV閥。采用該技術(shù)的公司還有韓國大宇、小松公司等。 現(xiàn)在國內(nèi)也能夠生產(chǎn)這種液壓系統(tǒng)的挖掘機，如合肥日立公司生產(chǎn)的 EX系列挖掘機。 17 第 頁 共 72 頁 20世紀(jì) 80年代初提出的 一 種壓力偶聯(lián)系統(tǒng) 。這種系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于節(jié)能效果好，節(jié)能原因有兩點：一方面采用了二次調(diào)節(jié)技術(shù)，可以很好地回收勢能和制動能等，然后再釋放利用，可控性較好。另一方面僅通過調(diào)節(jié)液壓變壓器就可以控制執(zhí)行元件的速度，關(guān)鍵是無節(jié)流損失地調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度，減少系統(tǒng)發(fā)熱量，也減少了發(fā)動機的油耗。 發(fā)展前景非常廣泛 。 其基本組成為負(fù)載、二次元件及動力源、高壓油路和低壓油路構(gòu)成的恒壓網(wǎng)絡(luò)和蓄 能器 ， 如圖 18 第 頁 共 72 頁 圖 恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本組成 恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)在國外很早就已經(jīng)提出來了，大約在 20世紀(jì) 80年代，而國內(nèi)研究的比較晚，且進展也不樂觀，主要體現(xiàn)在變壓比的范圍過窄，一般在，連續(xù)可調(diào)，最好的變壓比為 1~2倍，連續(xù)可調(diào)，而在工程機械領(lǐng)域應(yīng)該要求的變壓比為 14倍，國內(nèi)研究的變壓器調(diào)節(jié)范圍過窄的主要原因為配流盤上的三個油口的位置不太理想，三個油槽的大小相同，且為 120度等間距分布，這種變壓比范圍過窄的情況有待改善。由于液壓變壓器有如此強大的潛能，故 對它的研究非常有意義，雖然還有些不足，但已經(jīng)應(yīng)用在一些領(lǐng)域了，比如卷揚機上、汽車上、船舶機械上、甚至是工程機械中。圖 壓挖掘機上的應(yīng)用。 圖 挖掘機恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)原理圖 ； ； ； ； 5。二位四通換向閥； ； ； ； ； ； 11.回轉(zhuǎn)馬達(dá)； ； ； ； ； 16溢流閥； 。； ； ； ； 。 19 第 頁 共 72 頁 其實國內(nèi)應(yīng)用最多的是負(fù)載敏感系統(tǒng)，其技術(shù)也比較成熟，在二次調(diào)節(jié)技術(shù)出現(xiàn)之前，負(fù)載敏感系統(tǒng)算是比較先進了，但其在控制速度方面始終有節(jié)流、溢流損失，在原理上比二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)要差，此系統(tǒng)中液壓變壓器是核心元件，但其要發(fā)揮回收勢能和制動能時，需要蓄能器和電磁換向閥的配合，應(yīng)用二次調(diào)節(jié)后主要有以下優(yōu)點： 1)液壓變壓器的輸出壓力 BP 可高于進口壓力 AP 也可低于進口壓力，負(fù)載口與低壓油口分別接液壓缸的兩腔，兩腔壓差范圍可以很大，而且由于背壓腔有低壓油的壓力，可減少液壓缸的沖擊。 2)動臂缸下降時的勢能、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置的制動均能被系統(tǒng)回收和再利用，可控性較好，達(dá)到了節(jié)能減排的目的了。 3)在高壓網(wǎng)絡(luò)上，各執(zhí)行器獨立工作，互補干擾，使得液壓管路布局明了、簡單。 4)通過調(diào)節(jié)液壓變壓器配流盤的角度 ? 即可控制執(zhí)行器的速度，理論上無節(jié)流損失，減少系統(tǒng)發(fā)熱量。 基于以上優(yōu)點本次設(shè)計采用了恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)技術(shù)的節(jié)能型液壓系統(tǒng)。 20 第 頁 共 72 頁 4 液壓二次調(diào)節(jié)技術(shù) 基本概念 二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由恒壓力源、變量馬達(dá)和蓄能器組成的控制系統(tǒng)。由于它沒有節(jié)流損失和溢流損失的缺陷 ， 發(fā)展前景非常廣泛。 (1)一次調(diào)節(jié)，由原動機到壓力油產(chǎn)生的過程稱為一次調(diào)節(jié)。 (2)二次調(diào)節(jié)，在恒壓力源網(wǎng)絡(luò)中 ， 對液壓馬達(dá)（有時為液壓泵）進行控制稱為二次調(diào)節(jié)。 二次調(diào)節(jié) 系統(tǒng)的原理 液壓變壓器是由兩個液壓單元同軸連接組成的。它具有三個端口 ，其中兩 個液壓單元角色互異 ：被進入高壓油驅(qū)動的一端為液壓馬達(dá) ，則 另一端為液壓泵。如圖 。 21 第 頁 共 72 頁 圖 二次調(diào)節(jié)系統(tǒng) 由圖 10可知，單元 1被恒壓網(wǎng)絡(luò)的高壓油 CP 驅(qū)動，此時它為液壓馬達(dá)，單元2就是液壓泵，如果忽略摩擦損失，則單元 2的輸入轉(zhuǎn)矩等于單元 1的輸出轉(zhuǎn)矩，在液壓馬達(dá)的帶動下液壓泵產(chǎn)生壓力油 VP ，然后由 VP 驅(qū)動液壓缸。其流量和壓力關(guān)系推導(dǎo)如下，液壓單元 1和 2的排量分別為 )/( 31 rmV 、 )/( 32 rmV ，轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩為 T（ Nm） ,則由能量守恒有： nVPnVP VC ????? 21 由于同 軸，轉(zhuǎn)速 n相同， CP 為定值 ，液壓單元 2為定量馬達(dá)，即 2V 也為定值 ,所以： ???21VVPPCV 變壓比為兩者的排量的反比，在回路中，通過調(diào)節(jié)單元 1的排量就可以調(diào)節(jié)輸出壓力了，而且在無節(jié)流損失的條件下可對壓力進行無級調(diào)節(jié)，此變壓器為傳統(tǒng)型的， 也有兩單元均為排量可調(diào)的，那么變壓比的范圍就更寬些，更適用于工程機械中，當(dāng)前，國內(nèi)研究的液壓變壓器調(diào)壓比為 02倍，而在工程機械中的應(yīng)用應(yīng)達(dá)到 04倍。 22 第 頁 共 72 頁 液壓變壓器的發(fā)展史