與發動機轉速連動控制的負載敏感壓力補償系統

隨著發動機的轉速改變油泵流量隨之變化，要求油泵控制目標補償壓差和多路閥進出口
壓差也隨之改變，要求目標補償壓差隨發動機轉速自動變化，隨著發動機轉速上升，目標 補償壓差自動增加。為此 NACHI 采用轉速匹配控制閥（圖一中 E）。
利用先導操縱定量泵輸出的液壓油。經過定節流口產生的壓差來檢出發動機轉速。因 為定量泵的流量與發動機轉速成正比，通過節流孔 S 產生的壓差與泵的流量有關。把節流 孔 S 前后壓差作為油泵調節閥的目標壓差。從而使油泵的排量控制與發動機轉速相匹配。
通過轉速匹配閥（實際是壓差調節閥）檢出節流孔前后壓差 P0。 
從轉速匹配閥的力平衡可得：
P0=P1-P2
式中：
P1— 節流孔前壓力
P2— 節流孔后壓力
在原油泵調節閥上取掉彈簧，將 P0 作用于油泵調節閥的左端，作為目標補償壓差（替
代彈簧作用）與補償壓力 PLS（作用在油泵調節閥的右端）相平衡，按 P0= PLS 來調節油泵 的流量。
PLS=PV-PLmax 為多路閥進口壓力和最高負載壓力之差。PLS= Pm-PL，PLS 也是各操縱閥入 口壓力 Pm 和出口壓力 PL 之壓差。
目標補償壓差△P（PLS）隨發動機轉速而變，使系統與發動機工況相匹配，使得在所有 
發動機轉速范圍都能保持最佳的操縱感覺，改善了微調操作性能，也降低了系統的能耗。 圖五（a）為通常負載敏感系統，圖中表示在發動機高轉速和低轉速時，閥桿行程和通過流量的關系曲線。

從圖中可見，當發動機在低轉速時，閥桿達到一定行程后，閥桿行程（閥的開度）增 加，閥控制的流量保持不變（在圖中水平線）。
圖五（b）為轉速連動控制的負載敏感系統，由于轉速連動控制，當發動機轉速低時， 補償壓差降低，因此該情況下，閥桿行程和通過流量曲線，為一條連續的傾斜線，沒有水 平線區段。
發動機高轉速和低轉速，流量與行程的特性曲線，僅斜率不同，發動機低轉速時，特 性曲線傾斜度小，微調操作性能好。
四．與自身負載壓力相關的壓力補償閥（見圖六）
壓力補償是保持操縱閥的進出口壓差在目標壓差值來進行控制的。當遇到慣性負載較 大時，例如挖掘機回轉馬達啟動時，負載壓力變化比回轉速度變化來的快，負載壓力 PL 迅 速升高，而流量增加跟不上，使壓力補償閥不能按補償壓力正確調整，產生過度或不足調 整，來回擺動，伴隨著產生大的流量變動。使得進入回轉馬達的流量偏離目標流量來回增 減變動，引起回轉馬達產生振擺波動。為了避免這個問題，過去挖掘機采用負載敏感壓力 補償系統時，一般回轉馬達獨立地采用單泵供油。
NACHI 為了解決這個問題，開發了與自身負載壓力相關的壓力補償閥，其具體結構見 圖六。
它由閥體、滑閥和柱塞組成，滑閥的右端有一個受壓面積 A1，作用著操縱閥的進口壓 力，滑閥的左端有兩個受壓面積 A2 和 A3，分別作用著補償壓力 PLS 和自己的負載壓力 PL （如圖六所示）。


PLSA2+PLA3= PmA1
操縱閥進出口壓差 △P= Pm-PL
如 A2=A3=A，令 K=A/A1
則： △P=KPLS-(1-K)PL
當 A=A1 △P=PLS △P 等于補償壓力
當 A≠A1 時 A1>A K<1 △P 隨負荷增加而減少
A1>A K>1 △P 隨負荷增加而增加

采用 K<1 壓力補償閥結構，△P 與自身負載壓力有關，如圖七所示，隨著自身負載壓 力的提高，壓差△P 減少，使得流量自動減少，這樣當遇到慣性負荷時，不會因負載壓力突 然增高，產生壓力補償閥過度調整，使進入回轉馬達的流量超過目標流量。避免了產生來 回振擺的現象。
采用了這種與自身負載壓力相關的壓力補償閥，遇到慣性負荷也能平穩控制，挖掘機 回轉就不需要采用單獨油泵供油。
五．液壓系統其他功能閥（見圖一）
1．安全閥 A：控制系統油壓。
2．中位卸載閥 B：從符號原理圖上可知，該閥是二位二通閥。
中位卸載閥力平衡方程式為：
P•A=(P0+PLmax)A+F P=P0+PLmax+F/A
式中：
F— 彈簧力
A— 閥液壓作用面積
當油泵壓力 P>P0+PLmax+F/A 時，油泵就通過此閥溢流。當所有操縱閥桿都在中位時，
PLmax =0(即回油)，即此時油泵卸載壓力為 P0+F/A。
由于有彈簧力 F/A 的作用，因此 P-PLmax=PLS>P0，油泵調節閥處于右位（見圖三）。先
導操縱壓力油進入泵的變量機構，使變量泵的流量變到最小。 
該液壓系統，當所有操縱閥都不工作時，泵處于最小排量和很低油壓下運轉。
3．切斷閥 C： 
從符號原理圖上可知，該閥為壓力閥。
其力平衡方程式為：PLmax+P0=F/A
式中：
F— 彈簧力
A— 閥液壓作用面積
當最高負載壓力PLmax 超過設定值時，此閥打開排油。由于液壓油流動，產生壓差，使
P-PLmax 增大，油泵流量調節閥起作用，油泵流量減至最小。 
4．等差減壓閥 D（見圖一）
應該說明系統中等差減壓閥D 輸入油壓不是主油泵壓力油P，而是先導油泵壓力油Pp， 因此系統補償壓差 PLS 不是由液壓系統主油泵產生，而是由先導油泵產生。