随着科学技术的发展，工程机械液压系统从最早的定量泵系统，到以操纵手柄先导压力对液压泵的排量直接控制的变量系统，再发展到20世纪80年代和90年代的负流量控制、正流量控制和负载敏感控制等多种控制系统，这些控制系统的终极目的都是为了最大限度提高液压系统效率，使液压系统输出尽可能贴合负载需求，使损失降到最低，这在当今节能环保的社会要求下，显得十分重要。

 

　　近年来，负流量控制系统、正流量控制系统和负载敏感控制系统不断应用在工程机械上，取得了显著的效果，工程师们便将其推广到矿山机械和煤炭机械上，同样获得了成功。由于负流量控制、正流量控制在节能方面低于负载敏感控制，所以负载敏感控制已经逐步取代了二者，成为当今的主流。下面我将负流量控制、正流量控制和负载敏感控制做以下简要分析：

 

　　1、负流量控制

 

　　负流量控制，是指控制压力与排量成反比。在换向阀的中位回油道上有一个节流孔，油液通过节流孔产生压差，将节流口的前压力引至泵变量机构来控制泵的排量。通过节流孔的流量越大，节流口前的先导压力越大，泵的排量就会减少。泵的排量与先导压力成反比的关系，故称负流量控制。这种控制技术具有稳定性好、响应快、可靠性和维修性好等特点，因流量与负载有关，可控制性较差，而且多路阀的主回油路上存在少量的溢流损失。

 

　　2、正流量控制

 

　　正流量控制的目的是为了用容积调速代替定量系统中的节流调速，以提高系统效率，与负流量控制相反，控制压力与泵源排量成正比。与负流量控制不同的是正流量控制的泵源先导控制压力来自手柄，这样可以更有效地消除无负载动作时的空流损失。工作时，系统流量与先导操纵压力相适应，能减少节流损失，但不能完全消除。虽然与负流量相比操作性更好更直接，节能效果稍好，缺点是控制系统较复杂，由于控制回路中增加梭阀组，影响了系统的响应速度，而且系统中还是存在少量节流损失。

 

　　3、负载敏感控制系统

 

　　负载敏感控制系统，简称LS系统，它是是一种利用泵的出口压力与负载压力差值的变化而使系统流量随之相应变化的技术。该系统是利用梭阀将多个执行机构中最大负载压力取出，并与泵源输出压力之间相比较，形成固定值压差，其值为泵头调节阀块中LS弹簧设定压力，以推动变量泵变量机构动作，使泵源的流量输出始终和执行元件流量需求保持一致。由于LS差值的存在，泵源压力始终高于最大负载压力，约1.8MPa。但当该系统执行元件流量需求大于泵源流量，即流量供小于求时，系统无法自动分配流量。因此，负载敏感系统具有以下特点：

 

　　1）多路阀每一联都是独立的调速阀，每一联流量只取决于该联换向阀阀芯开口大小，开口越大流量越大，开口越小流量越小；

 

　　2）由于每一联都是独立的调速阀，因此每一联的比例特性很好，在总流量满足要求时，各执行机构速度互不影响；

 

　　3）多路阀每一联都有单独的压力补偿阀，这使每一联的压力独立，可以互不干扰。而且由于压力补偿器相当于定差减压阀，所以每一联的最大流量受限于压力补偿器的压力值；

 

　　4）系统工作在负载敏感区，泵输出流量随负载压力升高而增大，随负载压力降低而减小。

 

　　5）负载敏感控制回路油管要尽量保持在2米以内，而且要有一定的阻尼，否则系统将会出现震动，流量不稳的现象；

 

　　6）系统不具备抵抗流量饱和的能力，当泵输出的总流量小于系统执行机构需要的流量时，系统将不能按比例分配流量，而且系统压力将降低，整个液压系统将无法正常工作。

 

　　随着液压元件的发展，负载敏感控制不再单独使用，而是配合恒功率控制、恒压控制、远程压力控制等控制方式。在实际使用中，往往针对工况的要求来选择控制方式的搭配，常用的是LRDS控制组合，即负载敏感控制+恒功率控制+恒压控制。当系统正常工作时，始终在负载敏感区，当负载压力过高或者流量过大，是系统输出功率达到泵预设的功率值时，系统将切换到恒功率控制，也就是压力与流量成反比，但其乘积为固定功率值的状态。当系统压力超过泵设定的最大压力值时，泵将立刻切换到恒压工作状态，泵的斜盘将迅速摆到最小，起到保护液压系统作用，恒压状态也叫压力切断状态，此时系统工作在恒压区，如果恒压区足够大，那么泵就相当于恒压泵。

 

　　另外还有一种负载敏感控制系统，称为负载独立流量分配系统，简称LUDV控制系统。它同样以执行元件的最高负载压力来控制液压泵的流量输出。LUDV表示“与负载压力无关的流量分配”，各LUDV压力补偿器均与最高负载压力有关。将补偿阀一端的压力统一改为最大负载压力，另一端为泵头压力，这样使压力补偿阀的压降一致，使得多路阀每一联的流量总是与主阀芯的开口量成正比，这样所有执行元件将以同一比率进行流量分配。该系统解决了普通LS系统中，当多个执行元件同时工作所需流量大于液压泵的流量时，各执行机构仍然按照预先设定的流量比例进行流量分配，虽然无法满足执行机构对流量的最大要求，但是系统可以正常工作。解决了其他负载敏感控制系统在流量过饱和情况下无法正常工作的问题。

 

　　液压系统的设计追求的是简化、高效，最大限度适应工况要求，所以采用最有效的控制方式是设计的基础，针对具体工况，活用控制方式，使液压系统达到最优化。