液压挖掘机的三种流量控制方式
液压阀的流量控制方法
液压阀的流量控制方法液压阀是液压系统中的重要元件，用于控制液体的流动和流量。
在液压系统中，流量的控制对于实现系统的稳定和精确控制是至关重要的。
本文将介绍液压阀的流量控制方法，以及如何选择和使用适合的液压阀来实现所需的流量控制。
一、液压阀的流量控制原理液压阀的流量控制原理主要是通过改变液体的流动阻力来实现的。
当液体流过液压阀时，阀口的大小和形状会改变液体的流动阻力，从而改变液体的流量。
通过调节阀口的大小和形状，可以实现对液体的流量进行精确控制。
二、液压阀的流量控制方法1.节流控制节流控制是液压阀流量控制中最常用的一种方法。
通过调节节流口的大小，可以改变液体的流量。
当节流口较小时，液体的流量也较小；当节流口较大时，液体的流量也较大。
节流控制具有结构简单、调节方便、可靠性强等优点，因此在液压系统中得到了广泛应用。
2.调速阀控制调速阀是一种特殊的节流阀，它通过内置的弹簧力来平衡阀芯两端的压差，从而实现对液体流量的精确控制。
调速阀具有稳定的流量特性，可以保证液体在稳定的流量下流动，因此常用于需要高精度流量控制的场合。
3.溢流阀控制溢流阀是一种安全保护元件，当系统压力过高时，溢流阀会自动打开，将多余的液体排回油箱，以防止系统压力过高对液压元件造成损坏。
同时，溢流阀也可以用作流量控制元件，通过调节溢流阀的开启压力，可以实现对液体流量的调节。
4.比例阀控制比例阀是一种可以按照输入信号的大小和方向，连续地控制液压系统中的压力和流量的元件。
比例阀具有调节方便、精度高、响应速度快等优点，因此在现代液压系统中得到了广泛应用。
通过调节比例阀的输入信号，可以实现对液压系统中液体流量的精确控制。
三、如何选择合适的液压阀实现流量控制在选择合适的液压阀实现流量控制时，需要考虑以下因素：1.所需流量的大小和调节范围；2.系统的工作压力和温度；3.液压油的粘度和清洁度；4.系统的安全保护需求；5.系统的成本和可靠性。
综上所述，液压阀的流量控制对于液压系统的稳定和精确控制至关重要。
挖掘机不同控制方式的比较
挖掘机各种控制方式的比较（基础）1、正流量控制的问题在我们常见的挖掘机中，除了小松使用LS控制外，大部分都使用负流量控制。
近年来有部分的公司推出正流量控制，并且如此这般地说正流量有诸多好处，那么正流量真的有那么神吗？让我们在下边以川崎K3V系列为例来分析一下挖掘机上液压泵地控制原理：挖掘机上为了更有效地利用发动机的功率通常都采用恒功率变量泵，所谓的恒功率变量泵通俗一点说就是泵的压力与泵的流量的乘积是一个常数，如果这个数值大于发动机的功率时就会出现我们常说的憋车。
所以每个设计者就其设计思想来说，都必须是使整个液压系统的功率无限接近发动机的功率而又绝对不能大于发动机的功率。
挖掘机的恒功率控制：在挖掘机的恒功率控制上分为两个部分:一是泵内部的功率控制:他是根据本泵的输出压力和他泵(另一个泵)的输出压力对泵的排量进行的控制,当压力升高时,泵的排量随之减小;当压力降低时,泵的排量随之增大;如果系统的压力低于先导压力时则引入先导压力对其排量进行控制.无论是对于正流量还是负流量,就此一部分而言,不管是从理论上还是从结构上都没有什么不同,也就是说在此部分没有什么正流量和负流量之分.这是液压泵恒功率控制的主体,在此不作讨论.二是外部信号对泵的功率的控制:这里说的外部信号是指先导操作系统,主压力系统,发动机系统等等等等一切与泵的功率控制有关的信息的综合.在负流量中是负压信号和其它信号的综合,在正流量中是正压信号和其它信号的综合.这两个其它信号也没有什么不同,关键就在于负压信号和正压信号的区别. 我们知道,在挖掘机上,各执行元件的速度会随操作手柄的行程的变化而变化,液压系统会根据这种变化对其排量进行控制（正负控制的缺点），负流量和正流量的区别就在于这种变化的信号采集位置的不同.信号的压力值就会越小;反之如果手柄行程越小,对应的二次先导压力也会越小,由二次先导压力控制的主阀芯的开启度也会越小, 与之对应, 主阀芯的开启度越小,主油路分向执行元件的油越少,执行元件的速度就会越慢, 通过中位流经负压信号发生装置的油就越多,负压信号的压力值就会越大.液压泵根据负压信号的压力值的大小来对其排量进行控制.这就是负流量控制.他的信号采集点是主油路中主控制阀的出口处.正流量:在正流量的主控制阀上没有负压信号发生装置,他的信号采集于二次先导.其它部分与负流量没有什么区别.与负流量相比正流量为什么操作敏感性好:由于负压控制的信号采集点在主挖掘阀的出口处,只有主控制阀有动作时此负压信号才会发生变化,从而使泵的排量发生变化,这就使得液压泵的控制永远滞后于主控制阀的控制.而在正流量中,由于泵的控制信号采集于二次先导压力,此压力信号同时发送液压泵和主控制阀,这就是使的两者的动作可以同步进行.这就是“与负流量相比正流量操作敏感性好”的主要原因.与负流量相比正流量为什么节油:在负流量控制的液压系统中,负压信号的压力大约是5MPa到6MPa,此压力只用于产生负压信号;而正流量控制的液压系统中,由于没有此装置,他的回油压力仅仅是背压(一般在0.5MPa左右),这就减少了一个不必要的功率损失,从而使的正流量的挖掘机在完成同样工作量的情况下一定比负流量控制的挖掘机省油.正流量控制系统是力士乐上世纪80年代的技术，主要特点是：操纵手柄的先导压力不仅控制换向阀，还用来调节油泵的排量。
小松挖掘机PC200-6液压系统：2-泵流量调节部分
主泵
泵流量控制部分
一、概述
为了使泵与发动机的功率达到最佳匹配，充分发挥发动机的作用，节省燃油，提高生产率， 小松对泵与发动机的配置进行了精心设计。在5型机的基础上用液压闭环控制和电脑控制相结合， 达到了非常满意的效果。
泵的流量控制结果可简述如下：
手柄位置大小与泵流量的变化表
作业内容 手柄中立 小操作量 中操作量 大操作量
变化柱塞行程也作相应的变化。
6）泵输出流量变化 根据柱塞行程的变化最终泵的
输出流量也变化，这样达到了泵的 输出油量正好反映了操纵杆的变化。
主泵
柱塞行程随斜板变化而变化
最小角度
最大角度
小松(中国)培训中心制作
泵流量 最小 较小 适中 最大
发动机功率 最小 较小 适中 最大
油耗 较小 较小 适中 与大操作量对应
二、泵流量控制的基本思路（以动臂控制为例）
1
P1
大臂PPC 动臂PPC阀
大臂主控阀
)( 阀
芯
减压阀
6
5 4 3
伺服活塞
PP
Pen
大臂
速度V
PLS 2 泵压
PC阀
LS阀
P大头
泵压：PP1 泵压：PP2 PC-EPC阀
操纵杆移动量发出相应的 油压信号到伺服活塞大端。 伺服活塞根据操纵杆移动 量作相应移动。
12.伺服活塞
拨叉 ４斜盘
小松(中国)培训中心制作
液压系统
4）斜板角度变化 移动的伺服活塞带
动斜板角度变化，此 斜板变化正好反映了 动臂操纵杆的移动 （也就是驾驶员希望 的泵流量）。
5）柱塞行程变化 紧贴着斜板上的柱塞根据斜板的
泵压 LS-EPC阀
挖掘机常用系统介绍
挖掘机常用系统-负流量系统介绍作者：Stonelet 2009-5-31挖掘机常用系统类型较多，从不同的角度可得出不同的名称。
如有定量系统、变量系统；恒功率控制、变功率控制；转速感应控制、压力感应控制；负流量控制、正流量控制、负荷敏感控制等。
很多初学者在刚刚接触到这些术语时，都会晕！挖掘机液压系统在工程机械中属复杂的那类，所以与其有关的技术也比较多；这是造成挖掘机液压系统专用名词多的一个重要原因。
但随着对挖掘机液压技术学习的深入，大家会发现其实各种技术主要是关于“发动机-液压泵-负载”这个能量传递链的；其中负流量控制、正流量控制、负荷敏感控制即是从“液压泵-负载”环节中两者匹配而产生的术语。
在上述三种挖掘机系统中，以采用负流量液压系统的挖掘机居多。
下图1为挖掘机负流量液压系统原理图。
虚线框为主控阀，为简化问题图1中只画出了一个回路，在实际中应有多个回路，如动臂回路、斗杆回路、铲斗回路、行走回路、回转回路等。
从图中可以看出该液压系统为进油节流、回油节流、旁路节流调速回路的复合应用。
实际当中A、B、C三个节流阀是联动关系，其结构通常为一个三位流通滑阀形式，滑阀的位置由先导油来控制。
当滑阀处于中位时，节流阀C开口面积最大，A、B完全关闭，主泵排出的油均由旁路返回油箱。
当滑阀处于左位或右位即油缸小腔或大腔进油，C几乎完全关闭，主泵排出的油几乎全由工作油路返回油箱。
根据节流特性，当流经节流口D的流量越大，Pn点的压力也就越大。
该负流量液压系统通过压力Pn来控制主泵的排量，也即用通过旁路的流量，来控制主泵的排量。
为了使得主泵排量与负载相适应，当Pn 增大时（即旁路流量增大），说明系统有许多的压力油从旁路卸载即出现了流量富余，故此时应该减少主泵的排量。
与此相反，当Pn 减小时说明系统出现了供油不足现象，此时应增加主泵的排量。
负流量液压系统即是基于以上思想而设计的。
从某种意义上来说，负流量系统也是一种负载感知系图 1 挖掘机负流量液压系统原理图图 2 挖掘机负流量系统实例。
挖掘机的液压控制系统解读
#$此外!这两种控制系统都能进行最大流量限制!系统的可靠性&稳定性&可维护性等都经过实践验证$总之!这两种控制系统各有优势!而各自的不足对整个控制系统没有多大影响!因此!这两种控制系统都得到了用户的认可$
图&两种控制系统操作过程与执行
机构动作的关系
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责任编辑’贺彩宏"
挖掘机的液压控制系统
王成虎!尹志红
"宇通重工有限公司产品开发处!河南郑州&#" " #%#
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现代液压挖掘机的液压控制系统主要是流量控制系统!流量控制系统分为节流控制和负荷传感控制!节流控制又分为负向流量控制和正向流量控制$目前!液压挖掘机上使用最多的是负向流量控制和负荷传感控制$使用负向流量控制的主机厂家主要有%大宇&詹阳&卡特&神钢&小松" 1%0#以及1%0#之前的机型#等!使用负荷传感控制的主机厂家主要有%日立&三一&小松" 1%01和1%0*机型#等$
负向流量控制中泵的流量!是随控制压力信号" #的
增大而减小的!控制压力信号"
#
挖掘机液压系统的流量控制方法研究
挖掘机液压系统的流量控制方法研究随着机械化水平和工程技术的不断提升，挖掘机已经成为了现代建筑中不可或缺的重要工具之一。
而在挖掘机的各个功能模块中，液压系统扮演着至关重要的角色。
液压系统可以通过传递压力和流量，驱动各种液压执行机构完成工作。
挖掘机液压系统的流量控制方法是该系统运转过程中的重要问题，对于提高挖掘机的工作效率和便利程度都有着不可或缺的作用。
一、挖掘机液压系统流量的控制方法1. 手动控制方法：这种方法是最为简单的一种控制方法，通常在早期的挖掘机中被广泛应用。
手动控制方法通常是由操纵杆操作，通过调整液压泵的容积，来控制液压系统的流量。
这种方法随着技术的不断提高，逐渐被机械控制、电子控制和比例控制所替代。
2. 机械控制方法：这种方法是在手动控制方法基础上的一种升级版，它采用了机械传动装置，采用相对刚性的机械传动来控制液压系统流量。
这种方法的好处是结构比较简单，易于维修和更换，但是无法实现流量自适应和流量调节。
3. 电子控制方法：随着计算机技术和传感器技术的不断发展，电子控制方法逐渐被广泛应用。
电子控制方法通过传感器对流量和压力进行在线监测，然后通过计算机控制来实现液压系统流量的控制。
这种方法的好处是可以实现流量自适应和流量调节，但是相对于机械控制方法来说，电子控制方法的成本和维护难度都比较大。
4. 比例控制方法：比例控制方法又称为比例液压控制技术，是一种结合了机械传动和电子技术的先进液压控制方法。
比例控制方法利用比例电磁阀来控制节流元件的开度，从而实现流量的调节控制。
这种方法的优势在于既可以兼顾机械控制的稳定性和简单性，同时也可以实现电子控制的流量自适应和流量调节。
二、挖掘机液压系统的流量控制应用实例1. 挖掘机工作如果不能精确地控制油液流量，很难保证机械的工作效率和精度。
通过采用比例控制方法，可以精确地控制挖机的液压系统流量，从而保证机械的工作效率和精确度。
2. 在矿山和采石场等大型场景下，挖掘机的工作时间比较长，如果采用手动控制或者机械控制方法容易造成工人疲劳和系统失灵。
液压挖掘机的三种流量控制方式
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 e一定时，要对液压系统的功率进行调节，其实是对液压缸、液压马达等执行元件的进油量Q a进行调节（参看图1）。
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 p，称为容积调速。
常见的容积调速方式包括：①利用主泵出口压力P P与主泵排量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 P q与主泵转速n的乘积保持不变的恒功率控制；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 e，从而调节主泵输出流量Q=nq。
演示文稿挖掘机的液压系统及控制
“点头”现象的解决方案
1.采用三位六通
换向阀；
2.在进油道设置
单向阀。
5
注：
1.管路5和12都是
进油道；
2.管路是回油。
12 10
二通插装阀
方 向 控 制 回 路
液压蓄能器
液压油 膜片
原理：气体被压 缩后储存能量。
1. 主回路：泵——马达——泵 2. 补油回路：油箱——泵——主回路
开式和闭式液压系统
• 请记住： • 闭式液压系统只能用于泵——马达。或者
液压系统的基本组成
• 动力元件：将机械能转换为液体压力能。 • 执行元件：将液体压力能转换为机械能。
例如油缸、油马达等。 • 控制元件：各种阀。大致有压力控制阀、
流量控制阀、方向控制阀等。 • 辅助元件：油箱、过滤器、管路、接头、
密封、冷却器、蓄能器等等。
液压回路的构成
液压执行机构 （将压力转换为动力）
液压泵与液压 马达原理上是 可逆的，但结 构略有不同。
液压泵—轴向柱塞泵
伺服柱塞 斜盘
駆動軸 斜盘支撑台
缸体 配油盘
柱塞
滑靴
液压泵的基本性能参数
• 压力P（单位Mpa，兆帕） 泵的输出压力由负载决定。负载↑压力↑，负载↓压力↓。 安全阀限制最高压力。
• 排量q （单位ml/r，毫升/转） 泵每转一周所排出的液压油的体积。 排量不可变的泵叫定量泵；排量可变的泵 叫变量泵。
重物
面积小
充满油
力＝压力×面积 速度＝流量÷面积 功率＝速度×力
液压系统原理图常用线型和符号
1. 粗实线：主管路和主油道。 2. 虚线：控制管路和控制油道。 3. 双点划线：部件组成，它一般是
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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 e一定时，要对液压系统的功率进行调节，其实是对液压缸、液压马达等执行元件的进油量Q a进行调节（参看图1）。
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 p，称为容积调速。
常见的容积调速方式包括：①利用主泵出口压力P P与主泵排量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 P q与主泵转速n的乘积保持不变的恒功率控制；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 e，从而调节主泵输出流量Q=nq。
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。