负荷传感液压系统及控制（初长祥）

负荷传感液压系统及控制柳工技术研究院初长祥敬告读者该教材是继本人拙作“挖掘机的液压系统及控制”、“摊铺机的液压系统及控制”之后的另一个液压培训教材。如何节能降耗成为当今社会的主要问题，因此负荷传感系统的应用开始逐步广泛，相信学习此系统后大家都将有同感。在学习这种系统之前，您最好能够具备一定的液压知识并先学习“挖掘机的液压系统及控制”中关于“液压系统的伺服控制“方面的内容。随着素材的不断收集，本文将不定期更新和补充新的内容。本人非液压专业，出于工作需要而完全自学，欢迎各位批评指正谬误，并欢迎就各种问题展开讨论。变量泵的控制方法开式回路、单向变量的油路方向控制需要采用方向控制阀，而泵的变量则由泵控制器完成。采用阀前压力控制泵排量的方式常见于功率控制，它的控制思路是，用压力的绝对值与泵排量控制阀的弹簧构成力平衡系统，达到控制泵排量的目的。当压力升高到一定值时，排量将自动减少，使泵的功率始终小于发动机的功率。由于泵排量控制阀的并联双弹簧作用，使得P-Q控制曲线成为由两条折线组成的一个近似的双曲线，其数学含义是N=PQ，即恒功率曲线，这就是泵的恒功率控制。负荷传感泵控制排量的方式是根据流过节流孔的流量公式，采用阀的前后压力差（即ΔP）来控制泵的排量。随着主控阀开口大小的变化，其ΔP也有一个变化过程，一旦系统稳定后，ΔP也将稳定在某个数值。用压力的相对值——压差ΔP与泵排量控制阀的弹簧构成力平衡系统，达到控制泵排量的目的，因此泵的排量只与主控阀开度有关而与负荷（即压力）无关。这就是泵的负荷传感控制。负荷传感控制回路负荷传感可以应用在流量适应回路中，尤其是要求多个执行元件同时动作的协调性，以及随意增减执行元件数量的场合。最典型的当属小型挖掘机的多种工作装置应用。负荷传感可以应用在功率适应回路中，最典型的当属挖掘机的负荷传感+电控回路。负荷传感回路可以根据执行元件所需流量自动调节泵的输出，因此节能效果显著。尽管系统价格不菲，但是CAT、VOLVO等公司仍然在最新装载机系列产品中应用了这种系统。负荷传感近年来也逐步开始在其他工程机械产品如摊铺机上取得应用。例如在ABG525、福格乐摊铺机上的刮板输料和辅助油缸回路中使用了负荷传感控制回路。负荷传感控制回路由于负荷传感回路需要负荷传感变量泵和负荷传感控制阀，尤其是后者的价格更高，多使应用者止步。本文将以德国林德公司的HPR02系列负荷传感变量泵与VW同步控制阀组和力士乐公司的A10VO系列负荷传感变量泵为例，分析泵的各种控制以及负荷传感控制阀的工作原理。文中还分析了CAT938负荷传感转向系统的工作原理。基本原理主阀节流口两端的压差：ΔP=P－PLSLS阀的平衡方程：P=PK＋PLS整理方程得：ΔP=P－PLS=PK=定值ΔP作用在LS阀上端，

PK作用在LS阀下端。根据这个流量公式，当PK

变化不大时，ΔP也变化不大，如果节流口的开口面积一定，流过主阀的流量Q也就为定值。改变节流口面积，流量的大小也将改变，但与负载压力无关。当没有负载时，为加快系统的响应速度和补充少量泄漏，一般预设ΔP=2MPa。定量分析基本原理当LS阀受力平衡时，ΔP=P－PLS=PK，此时主泵维持一个稳定的排量；如果节流口开度发生变化，瞬间的ΔP也将变化，或大于或小于PK，为了恢复LS阀的力平衡状态，LS阀将上下移动，并在移动过程中自动调整主泵排量，从而改变输出流量，重新使ΔP=PK=定值。注意到：主阀处于关闭状态时没有负载压力PLS，此时的ΔP达到最大值（大约2+0.4～0.5MPa）。LS阀下移到最低端，斜盘位于中位。定性分析基本原理启动前，PLS=0，P=0，斜盘处于最大排量位置。启动后，当主控阀没开口时PLS=0，此时最大值的ΔP作用在LS阀上端，LS阀下移，差动变量缸大小腔都进油，由于大腔的作用面积大于小腔的作用面积，所以变量柱塞左移，使泵排量减到最小。因此负荷传感泵适用于中位闭芯回路。当主控阀有开口时，有信号压力PLS产生，瞬间ΔP

开始从最大值减小，在PK作用下LS阀上移。差动变量缸大腔逐渐回油，在小腔油压的作用下变量柱塞右移，泵排量开始增大。过程分析基本原理过程分析当主控阀开度进一步增大时，节流效果减弱，瞬间ΔP减小，LS阀在PK作用下向上移动，主泵排量增大。随着排量（流量）增大ΔP也增大，当系统流量稳定时，ΔP=PK=定值。当主控阀开度减小时，节流效果增强，瞬间ΔP增大，LS阀在ΔP作用下向下移动，主泵排量减小。随着排量（流量）减小ΔP也减小，当系统流量稳定时，ΔP=PK=定值。注意到：当系统流量稳定时LS阀将处于平衡状态：即ΔP=PK=定值（不改变）。基本原理思考什么情况会引起ΔP变化？当主控阀开度增大时，ΔP减小。当主控阀开度减小时，ΔP增大。ΔP是如何变化的？当主控阀开度发生变化时会引起ΔP改变。系统流量稳定时ΔP还变化吗？不变化，此时ΔP=PK=定值主控阀开度与泵排量是什么关系？主控阀开度大、泵排量大；主控阀开度小、泵排量小。变油门工况下的负荷传感回路在系统未出现流量饱和时，若油门开度发生变化，如油门增大时，泵的转速也将增加。如果此时泵的排量不改变（即斜盘角度不变），泵的流量将增大。根据流过节流孔的流量公式知道，此时节流孔两端的压差ΔP将瞬间增大，这个结果就使得LS阀下移，泵的排量减小，维持泵输出的流量不变。由此得出结论：泵的输出流量只受控于阀的开度：即阀一定的开口量对应一定的泵流量，而与系统压力和泵的转速无关。在系统出现流量饱和时泵的输出流量已经达到最大但仍不能满足执行元件的需求，此时如油门增大，节流孔两端的压差ΔP也不会增大，LS阀也不会下移，泵的排量继续维持最大，因此泵的流量将随着转速增加而增大。林德HPR-02系列负荷传感泵负荷传感＋电控调节当外负载增大到使发动机转速下降时，发动机转速传感器将信号传给控制器，控制器自动调整电比例减压阀的输入电流，使得主泵排量减小，发动机转速恢复正常。电控变量优先与负荷传感变量，即无论任何情况只要电比例减压阀得到信号，都立即使泵排量减小。负荷传感＋电控调节负荷传感＋电控调节发动机熄火时的初始位置：负荷传感控制阀杆在弹簧力作用下处于最左端，右侧变量缸回油，斜盘在左侧变量缸回位弹簧作用下处于最大排量位置。发动机启动后，泵出油进入左侧变量缸的同时也进入C腔。主控阀闭中位，没有LS信号压力，于是ΔP达到最大值，推动负荷传感控制阀杆右移，A、B腔沟通，由于右侧变量缸有效作用面积大于左侧变量缸，斜盘在右侧液压力作用下克服左侧变量缸液压力与回位弹簧力的合力，回到中位。没有信号压力时负荷传感＋电控调节当有LS压力时，ΔP减小，负荷传感阀杆在弹簧力作用下左移（或理解为负荷传感阀杆在LS压力和弹簧力共同作用下左移），A腔与B腔的通道被遮断，同时B腔通油箱，斜盘在左侧变量缸液压力作用下偏转，排量增大。随着排量的增大，ΔP=P－PLS也增大，当达到ΔP=PK时，负荷传感阀杆回到中位（液压负反馈），此时由于B腔被封闭，因此右侧变量缸也被封闭。斜盘在左侧变量缸主动液压力+斜盘回位弹簧力与右侧变量缸闭锁力作用下处于平衡状态，于是斜盘固定，保持一定角度，此时泵输出的流量与主控阀开口量刚好相匹配，不多也不少。即阀杆的位置总是满足ΔP＝PK，如果阀杆的平衡被打破，就说明ΔP发生了变化，能够引起ΔP变化的就是阀的开口量以及泵的流量；ΔP的变化必然使负荷传感阀杆移动，带来斜盘的偏转，调节泵的排量与阀的开口量相匹配。有信号压力时负荷传感＋电控调节当比例电磁铁输入一定电流时，电控或压力切断阀杆右移，当电磁力与弹簧力平衡时，该阀杆保持在某一位置，E口打开一定的开口量，与A口沟通并减压（出口弹簧腔的油压保持了该减压阀的出口压力稳定），注意到E口和D腔也沟通，于是负荷传感阀杆在D腔压力作用下右移，负荷传感控制阀杆的A、B腔沟通，由于右侧变量缸有效作用面积大于左侧变量缸，斜盘在液压力作用下偏转角度减小，于是泵排量减小。电控起作用时负荷传感＋电控调节同理，当遇到紧急情况需要泵斜盘立即回到中位时，可以人为地在紧急控制口F输入压力油，通过单向阀进入E腔，然后再进入D腔，于是负荷传感阀杆在D腔压力作用下迅速右移，泵斜盘迅速回到中位。紧急情况时负荷传感＋电控调节负荷传感＋功率限制在LS阀的基础上增加了恒功率控制阀LB。注意到LB阀的机械负反馈机构。还可以增加泵的多种控制功能。负荷传感＋功率限制恒功率控制优先于负荷传感控制。当泵的压力小于恒功率控制阀LB的设定值时，泵的排量由负荷传感阀LS控制。当泵的压力超过LB阀的设定值时，LB阀起作用，随着压力升高而泵的排量减小，即使泵始终在限定的功率范围内工作。在PZ口输入不同的压力信号可以改变泵的功率范围，即如果采用电比例减压阀控制就可以实现电控恒功率变量。负荷传感＋功率限制负荷传感＋功率限制当泵的压力也即a腔压力小于设定值时，LB阀处于图示位置，通道b与右侧变量缸相通。此时泵的排量由LS阀控制，其工作原理见“负荷传感+电控调节”部分。泵压力没有达到设定值时负荷传感＋功率限制当泵的压力继续上升达到设定值时（这个设定值就是泵的起调压力），a腔压力使LB阀向下移动，遮断通道b与右侧变量缸的通路。此时泵的排量改由LB阀控制：c腔与变量缸大腔相通，斜盘顺时针偏转，泵排量减小。斜盘顺时针偏转带动双弹簧组件将LB阀上移回位，完成全功率控制的机械负反馈动作。泵压力达到设定值时负荷传感＋功率限制LB阀起作用时，LS阀有动作吗？思考：LS阀如何动作？答，仍然按照：主控阀流过的流量变大时阀杆向下移动，力图使泵的排量增大；主控阀流过的流量变小时阀杆向上移动，力图使泵的排量减少；负荷传感＋功率限制a腔压力降低,双弹簧组件将LB阀上移，变量缸大腔与通道b相通；（根据上一张页分析）LS阀杆将向下移动，使b-d相通，而d腔通油箱，这样变量缸大腔通油箱，斜盘逆时针偏转，泵排量增大，同时LB阀在a腔液压力和回位弹簧力共同作用下，下移回位，完成全功率控制的机械负反馈动作。泵压力下降但还高于起调压力时负荷传感＋功率限制当定量泵参与工作时根据需要，可以附加定量泵作为优先输出，控制其他中位开芯形式的方向控制阀。PZ口压力可以使LB阀下移，从而减小变量泵的输出流量（即减小变量泵的输出功率）。因此，PZ口可以作为电控排量调节的控制口，也可以作为紧急控制口。负荷传感+功率限制特性曲线负荷传感工作区域恒功率工作区域负荷传感＋压力切断控制当系统压力达到设定值时，压力切断阀打开泵压力油到变量缸大腔的通道，使泵的排量迅速减小。可以看出，压力切断阀的动作优先于负荷传感阀，即无论任何情况，只要压力达到设定值就立即起作用。恒压控制将泵出口直接与LS口接起来，相当于取消了负荷传感阀的功能。此时的泵相当于一个带压力切断功能的定量泵。灵活地运用这种短接并在短接这条路上增加一些控制，可以拓展泵的应用。负荷传感＋无级可调压力切断控制当负载增大导致系统压力超过电比例溢流阀调节压力时，随着阀的溢流，LS阀的平衡被破坏，迫使阀芯右移，泵的排量迅速减小。此时泵输出的压力比LS阀压力高ΔP但流量很小，实现了压力切断功能。这样，通过溢流压力的无级调节，系统的切断压力就可以实现无级调节。此时的压力切断阀基本不起作用，可以设定该阀的压力值稍微大于电比例溢流阀的最大压力即可。可以实现远程控制。思考：平地机后轮液力传动，前轮静液传动，如何实现前后轮速度协调？牵引力与附着力的协调（防止车轮打滑）？负荷传感多回路操作在有多个执行元件的回路中：P1=PLs+PK1P2=PLs+PK2△P=P1-P2=PK1-PK2=常数因此通过各节流口流向执行元件的流量只与各节流口大小有关（相当于主阀芯开口量），与执行元件的工作压力无关。它是通过稳定不变的压差来控制泵的排量。压力补偿—将压差设定为规定值进行的自动控制负荷传感多回路操作1负荷传感阀结构负荷传感阀中位负荷传感多回路操作2负荷传感阀的工作情况负荷传感阀的工作情况负荷传感多回路操作3负荷传感多回路操作4当泵出口压力依照VW1的负载确定时，对于较小的VW2来讲主阀口两端的△P势必增大，使得流量增大。但此时VW2进口压力提高至与VW1相等，因此主阀口两端的△P减小，流量恢复正常。负荷传感阀的工作情况负荷传感阀的工作情况小结负荷传感系统必须用于中位闭芯回路。对于普通的并联回路，当两个以上执行元件同时动作时，总是负载较小的那个执行元件先动作。负荷传感系统一个泵供多个执行器时，系统压力由克服各负载中所需最大压力来确定，因此供给负载较低的执行器时必然存在压力损失。负荷传感系统只提供执行元件所需要的流量，因此节能效果显著。主控阀中，由于压力补偿阀的作用，使得：负载大的执行元件VW1的压力补偿阀开度大；负载小的执行元件VW2的压力补偿阀开度小；VW1、VW2两个主阀口的△P相等；进入VW1、VW2的流量只与主阀口的开度（面积A）有关，与负载压力无关。这样的系统可以实现复杂的联合动作。压力补偿阀的布置方式压力补偿阀可以布置在泵—操纵阀—执行器—回油，整个液压路线的任何处。阀后补偿（林德）阀前补偿回油补偿阀后压力补偿原理林德负荷传感液压系统采取了阀后压力补偿的方式。如果我们将负荷传感多回路操作原理图中的压力补偿器与定差减压阀对比可以发现两者的工作原理完全相同。参见《摊铺机的液压系统及控制》定差减压阀的工作原理。定差减压阀在定差减压阀进口加上一个节流阀（此节流阀相当于主阀芯开口量）减压阀式补偿阀阀前压力补偿原理（1）阀杆的平衡方程为：注意：这个ΔP也是主阀口两端的压差。当减压阀弹簧力设定后，ΔP可认为不变，因此通过阀杆的流量只和阀杆的开口面积有关，多回路操作时不受负载压力变化的影响，提高了回路的调速控制性能。阀的流量方程为：减压阀式补偿阀阀前压力补偿原理（2）减压阀式补偿阀也称为二通压力补偿器。如果我们将“二通进口压力补偿原理图”中的主控阀看作是可变节流口，那么阀前压力补偿的原理与节流阀后置式调速阀的工作原理类似。参见《摊铺机的液压系统及控制》定量液压系统章节中调速阀A的内容。可以理解为整个系统实际上就相当于在各个操纵阀杆前面又加装了定差减压阀，这些定差减压阀与各个操纵阀组成了节流阀后置式调速阀，因此各条回路全部都是调速回路了。减压阀式补偿阀注意到LS与P-P1通道面积成正比。一般该阀串联于主控阀前，用于并联回路并取各回路中最高的压力作为LS信号压力。当某个回路上负载（LS）比较小时，由于回路并联，有可能使泵的压力降低，但这时泵的压力会使减压阀杆左移，关小P-P1通道，使节流效果增强，这就维持了泵的压力不会降低。BUCHER阀前压力补偿结构及原理图多回路阀前压力补偿系统分析（1）多回路阀前压力补偿系统分析（2）回油压力补偿系统分析（1）回油压力补偿系统分析（2）回油布置方式的优点：可以利用压力补偿阀的节流补偿作用防止因重力作用使执行元件过快下降或产生真空，利用重力组成再生回路（再生单向阀将小腔的油引入大腔起补油作用）。总结：无论采取何种补偿方式，压力补偿的过程都是：将某个最高压力信号输入到其他压力补偿阀，其作用就是将它们的开口量减小，以取得各负载的平衡，使所有阀杆的进出口压差都是相等的。负荷传感系统阀前压力补偿应用CLG507负荷传感回路的元件选型负荷传感泵与负荷传感阀的选型要点：要求负荷传感阀的进出口压力损失必须小于负荷传感泵设定的ΔP（一般至少小于0.2MPa以上），以保证在阀最大开口量时泵能够提供最大排量。如果阀的压力损失超过了泵的ΔP，那么泵将不能提供最大的排量。出现这种情况，必须提高泵的ΔP（即加大LS阀的弹簧力）。为什么负荷传感阀的进出口压力损失必须小于负荷传感泵设定的ΔP：LS阀的平衡方程是ΔP=P－PLS=PK，公式中的ΔP=P－PLS是阀的进出口压差（也就是压力损失），这个ΔP是由负荷传感阀的各种结构尺寸决定的，产品样本中一般都有这个实验数据，必要时可以在液压试验台上实际检测。PK是泵的制造厂家预先设定的LS阀的弹簧力（一般是2MPa）。当实际的ΔP＞PK时，根据原理图可以看出，泵的斜盘摆角将不能摆到最大——即此时泵不能提供最大排量。因此ΔP≤PK是泵能够提供最大排量的必要充分条件。负荷传感回路的调试（1）回路调试的必要性：不但要保证实际工作中阀在最大开口量时泵能够提供最大排量，同时还要对执行元件的速度进行调整。回路调试方法：单回路调试——匀速操作负荷传感阀的控制手柄运动到某一位置（例如阀杆运动到中间开口）后稳定不动，此时测定阀的进出口压差就是泵的ΔP。从原理和结构图可以看出，阀杆在任意位置的ΔP都是相等的。多回路的调试——同时匀速操作负荷传感阀的各个控制手柄运动到某一位置后稳定不动，此时测定阀的进出口压差是经过各回路比较后的最大值，这个最大值就是泵的ΔP。当然也可以分别测定各个回路的压差并取最大值作为泵的ΔP。如果泵的ΔP大于阀的压力损失0.2MPa以上，说明泵可以提供最大流量。否则必须根据测试数据增大LS阀的弹簧力。如果泵的ΔP远大于阀的压力损失（或者说阀的压力损失很小），则阀的开口量没有达到最大位置时泵就提供了最大流量，这样就会造成执行元件速度过快。此时可以采用对阀杆机械限位或减小泵LS阀弹簧力的方法来减小泵的排量。一般最小的LS阀弹簧力所对应的泵的ΔP为0.8MPa。负荷传感回路的调试（2）上述泵的ΔP调整好之后，就要根据用户的需求调整执行元件的速度。这个过程就是调整先导阀的手柄角度与主阀开口量使两者很好地匹配，即系统的比例流量控制特性，直观地表现为先导阀手柄角度所对应的执行元件速度。与如某个先导阀手柄全行程角度为25°，当手柄角度≥2°时执行元件开始动作，手柄角度20°时主阀开口量达到最大与手柄角度22°时主阀开口量达到最大其执行元件表现的效果是不一样的。执行元件速度快则机器工作效率高但比较粗暴，而速度慢则相反。这个过程可以与泵ΔP的调整过程结合起来，使整个液压系统的操作性能满足用户的需求。可以看出，负荷传感系统的调试是一个非常复杂的工作，尤其是多回路调试。一旦调试成功，即可要求制造商按照参数供货，待小批量试制、测试、调整和验证等工作完成后再进入正常供货。CAT950H&962H液压系统CAT950H&962H液压系统用于定量泵的负荷传感系统中位闭芯阀后补偿BUCHERHDS34三通（&二通）压力补偿器三通压力补偿器的工作原理参见“摊铺机的液压系统及控制”二通压力补偿器将负载比较小的那一路的开口量关小。二通压力补偿器输入联：集三通压力补偿器、先导安全阀和远控卸荷阀为一体的阀组。其中远控卸荷阀与上下车安全锁相关联（类似挖掘机安全锁），图示位置整机工作装置无动作。比较各点LS信号压力并取最大值后作用在三通压力补偿器的弹簧腔阻尼阀注意阻尼阀的作用：负荷传感系统在各阀杆都处于中位状态时，LS信号管路不能被封闭，必须用阻尼阀引到T口卸压，使LS信号压力降为零。如果主控阀上没有这个阻尼阀，那么在泵的排量控制器上应该设置类似的阻尼阀并引到T口卸压（正常工作时，该阻尼阀的泄露量大约为1升/分钟）。否则：此时三通压力补偿器（实际上就是压差式溢流阀）将不能在低压卸荷。反馈到泵的LS信号压力不为零，泵不能处于最小排量位置。系统必须另外设置安全阀限定系统最高压力。否则随着外负载的增大，三通压力补偿器的开启压力也增大，系统压力将一直升高。插装式压力补偿阀设在主控阀后可变节流阀梭阀换向阀BUCHER主控阀原理分析（1）由于主控阀起换向阀作用，通向执行器来回有两条油路，如压力补偿阀设在方向阀后就需两个（例如林德的主控阀），这样将使主控阀的结构复杂化。为了解决此问题，BUCHER主控阀增加了一条可变节流进油道，该油道两个方向都起作用，在其后设压力补偿阀，通过压力补偿阀之后，再经方向阀去执行器。实际工作原理如图所示。该主控阀实现了两个功能：可变节流阀功能和换向阀功能（设计成无节流）。它与REXROTHM4负荷传感多路阀与负载压力无关的流量控制（LUDV）的结构和功能非常类似。注意：该阀是一个标准的阀后压力补偿方式。它不仅可以用在变量系统，也可以用在定量系统。原理分析（2）该阀的压力补偿阀是三位三通阀。它有三条通路：经节流后去油道C，去方向阀油道D和负载传感油道LS。压力补偿阀上端受各阀油道C的压力作用，下端受LS压力和弹簧作用。梭阀网络：检出执行元件中最高负荷压力作用在各压力补偿阀的左端。负荷压力最大的那个压力补偿阀开度最大，该阀处于下位，C不经节流直通D，同时通过节流孔与LS相通；负荷压力较低的压力补偿阀只能处于开度较小的中位，C与LS不通，经节流通向D，起均衡负载作用。因此LS检出的是最高负荷压力。梭阀网络将压力补偿阀改为单向阀用于定量泵的负荷传感系统在操纵阀杆都处于中位时，溢流阀背面油压回油箱，起卸荷阀作用，中位卸荷压力为3.5bar左右。由于中位通过卸荷阀卸油，操纵阀杆是封闭的，油液不通过阀杆，因此是闭中位油路。操纵阀杆动作时，通过该阀组的流量由该阀杆的行程所确定，与负载和泵的流量无关。泵的出口压力比负载压力约高10bar左右（用于克服补偿器液阻和操纵阀液阻）。汽车起重机定量负荷传感系统三通压力补偿器小结不但变量系统采用负荷传感技术，定量系统同样也可以采用负荷传感技术；适用于闭中位主控阀；主控阀入口必须设置三通压力补偿器，一方面用于中位卸荷，另一方面可以部分节能（即系统并不总是在最高压力卸荷）；除节能外，三通压力补偿器还有一个重要作用：当系统用于起重机、伸缩臂叉装车、叉车等对安全性要求很高的作业机械时，换向阀要具有优秀的调速性能。为了实现这个功能，可以在换向阀杆的台肩加工出各种形状的切口或磨成锥面，以使在移动阀杆过程中阀口的过流面积逐渐增加，改善调速性能，这相当于在P口到工作口之间有一个可调节流阀。但这种节流阀的调速性能受其前后压差变化的影响，即受负载变化的影响。配备三通压力补偿器（定压溢流阀）后就相当于与节流阀（换向阀）组成了一个溢流调速回路（参见“摊铺机的液压系统及控制”），这样回路中的流量稳定性就不受负载变化的影响了。压力补偿阀将负载比较低的油口关小，从而把泵的出口压力提高，这样就可以使多回路操作的动作协调，大大优于普通的开中位并联回路。缺点：不能抗流量饱和。流量饱和的基本概念流量饱和：当多个执行元件同时动作时，执行元件需要流量超过了泵能够提供的流量。出现流量饱和的危害：只有低压执行元件能得到补偿，会出现负荷较大的执行元件速度变慢，甚至停止。使得几个机构不能同时动作，影响机械正常工作。采取的对策：各执行元件都相应地减少供油量，对应各阀杆操纵行程，按比例分配流量。采取的方法：利用压力补偿器起均衡负荷作用，设计使得所有阀杆进出口的压差都是相等的，与各执行器的负荷状况无关。因为所有阀杆的进出口压差相等，所以各执行元件同时动作时，通过各阀杆的流量只和该阀杆的行程（节流程度）有关。当流量饱和时，与各执行元件负荷无关，根据各阀的行程成等比例地减少去各路的流量。补偿阀布置形式与抗流量饱和性能从负荷传感多回路操作系统原理看，阀后补偿形式巧妙地利用了定差减压阀与LS阀之间的关系建立了将压差设定为规定值进行自动控制的压力补偿。当系统流量饱和时，负载压力将推动回路上的各个压力补偿阀（也就是定差减压阀）右移，关小所有回路上进入负载的开口，自动将各个回路的流量按比例均衡地减少，从而把泵的压力“憋”高。因此这种补偿形式可以抗流量饱和，多个执行元件可以做复合动作。REXROTH称之为LUDV。△P=P1－P2=PK1－PK2=常数，图上看出，LS对应最大的负载压力，并且作用在所有的压力补偿阀上。从这个关系式中可以看出，ΔP与泵的PK1关联，但与出口压力无关，因此无论系统是否出现流量饱和，它总是满足这个关系。阀后补偿补偿阀布置形式与抗流量饱和性能阀前补偿形式：相当于在各个回路组成了节流阀后置式调速阀（即先减压后节流），当系统没有出现流量饱和时，泵的出口压力足够高，该压力将负载低的那一路的阀杆向右移动，关小阀杆的开口，保证通过各主控阀的流量只与节流阀的开度有关（参见《摊铺机的液压系统及控制》定量液压系统章节中调速阀A的内容）。这种调速阀的设计压差一般为7bar左右，当液压泵流量足够时，通过操纵阀阀口的压差都能达到补偿压力，这时各个回路都能起到调速作用。阀前补偿补偿阀布置形式与抗流量饱和性能阀前补偿当系统出现流量饱和时，泵的出口压力将会降低，达不到足够高，在各回路自身的负载压力的作用下都将使各自的阀杆左移，尽管增大了泵出口到P1口的开口量，但此时泵的压力已无法再提高，压力越高的回路其压差就越小，并且随着流量饱和的程度越高，压差就更加小，造成定差减压阀无法建立起正常的工作压差，液压油将流向压力比较低回路。因此这种阀前补偿系统不能抗流量饱和。改善阀前补偿提高抗流量饱和性能Automatic

VolumetricFlowRateReduction-AVRBUCHERAutomatic

VolumetricFlowRateReduction流量未饱和时，泵的出口压力足够高，使得AVR阀2在左位工作，切断先导油回油箱的那条路，先导控制压力处于正常状态；流量饱和时，泵的出口压力降低，使得AVR阀2在右位工作，让一部分先导油回油箱，这样就降低了先导控制压力，从而使各主阀开口量减少。显然开口量越大的阀芯其减少的量也就越大；开口量相对较小的阀芯其减少的量也相对小一些。BUCHERAVR的抗流量饱和性能如前所述，出现流量饱和时，流量最大的阀杆Q1其流量减少的越多，而流量最少的阀杆Q3几乎不减少。BUCHERREXROTHA11VO（林德HPR-01）负荷传感泵恒功率控制恒功率控制：当系统压力超过设定值时，小柱塞被顶出，通过摇臂将功率限制阀克服弹簧力后向右推，打开泵压力油到大直径变量缸的通道，于是斜盘向小排量方向偏转，泵排量减小，维持设定功率不变。斜盘最小角度行程限位：当大直径变量缸活塞向左移动，活塞上a口与缸体上b口沟通时，压力油泄到油箱，活塞将不再向左移动，并在这个位置维持动态平衡。这个位置就是最小排量位置。恒功率+压力切断控制当系统压力达到设定值时，压力切断阀打开泵压力油到大直径变量缸的通道，使泵的排量迅速减小。可以看出，压力切断阀的动作优先于功率限制阀，即无论任何情况，只要压力达到设定值就立即起作用。恒功率+电控+压力切断控制图示电控阀处于失电状态。此时泵压力油通过电控阀进入大直径变量缸，因此泵排量应该处于最小位置。电控阀得电后，随着电流的不断增大，电控阀将大直径变量缸的油不断泄回油箱，于是泵排量不断增大。即输入电流与排量成正比。电控变量优先于恒功率控制。即低于恒功率（双）曲线时排量受控制电流调整，如果设定流量或压力超过恒功率（双）曲线，则恒功率控制取代电控。恒功率+负荷传感+压力切断控制各种控制的优先顺序：压力切断恒功率负荷传感功率限制器阀杆有两根弹簧，与来自小控制活塞的液压力平衡。在P-Q图上，两根弹簧构成两条直线段，形成近似的双曲线。功率限制阀调节功率限制器滑阀弹簧的预紧力可以调节泵的最大功率功率限制阀功率限制原理杠杆平衡原理：F•L=F1•L1注意到力F1与泵的压力相关，力臂L1与泵的排量（或流量）相关。而F和L是预先设计好的参数（常数），因此这个公式的含义就是压力与排量（或流量）的乘积（功率）等于常数。恒功率控制：当压力上升到某一数值时，在小柱塞上产生力的F1通过杠杆推动功率限制器滑阀使其下移，排量减小。这个排量减小的动作同时使小控制活塞右移，力臂L1减小。欲推动滑阀下移，在小排量时比大排量需要的压力更高。或者说，排量与压力（力F1）成反比。在任意排量位置，上述分析都成立：压力升高，排量下降；压力降低，排量增大。功率限制阀SAUER45E系列

负荷传感泵负荷传感泵转向液压系统利用负荷传感变量泵供给转向系统压力油。CAT从它的G系列装载机开始使用这种技术，发展到H系列，技术更加完善。负荷传感变量泵的实际流量只随阀开口量的变化供给系统所需流量，不受任何负载影响，不受发动机转速影响，几乎没有压力损失，供油量非常精确。该系统配备专门的转向控制阀，比它以前的“流量放大”系统、转向优先系统更加灵敏、稳定和温柔。负荷传感泵转向系统CAT938G负荷传感泵（CAT938G转向泵）没有启动时，排量控制阀和压力控制阀都处于最下端，变量油缸通过排量控制阀油道、压力控制阀油道回到壳体油箱泄油。泵斜盘在回位弹簧作用下处于最大排量角度。启动后，转向器中位闭芯没有动作时，没有信号压力LS，ΔP达到最大值，将排量控制阀向上推，泵出油进入变量缸，变量缸活塞向右推，克服回位弹簧力使泵斜盘处于最小排量角度。负荷传感泵（CAT938G转向泵）转向器有动作时，产生信号压力LS，ΔP减小，即ΔP＜P