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图１负载敏感变量泵控制原理图 １一油箱；２一过滤器；３一负载敏感变量泵；３．１、３．３一变 量油缸；３．２一变量泵；３．４一压力补偿阀；３．５一负载 敏感控制阀；４一节流阀 的油液经过压力补偿阀３．４进入变量油缸３．３的无 杆腔，使变量油缸３．３的活塞向左运动的同时带动 变量泵３．２的斜盘向排量减小的方向运动，变量泵 ３．２的排量急剧下降，直到几乎为零。 因此，Ａ１０ＶＳＯ系列负载敏感变量泵驱动液压 系统时，系统不存在溢流损失。虽然系统的节流损 失依然存在，但由于节流阀两端压差△ｐ恒定且较
３）当铲斗油缸５和动臂油缸６同时工作时，两 个油缸的最大负载驱动力通过负载敏感多路阀４的 负载敏感口Ｉｓ反馈到负载敏感变量泵３的负载敏 感口ｘ，负载敏感控制阀３．５根据两个油缸的最大 负载驱动力来调节变量泵３．２的输出流量。同时，变 量泵３．２的输出压力等于最大负载压力加上与之相 对应的多路换向阀节流口处产生的压力差，并始终 跟随最大负载变化。
４）当变量泵３．２的输出压力大于其最高安全工 作压力（２０ＭＰａ）时，变量泵３．２的排量会急剧减少， 直到为零。因此，不会出现高压溢流损失。
从以上分析可以看出：负载敏感变量泵的输出 压力、流量都会自动适应负载的需求。液压系统不存 在溢流损失，只有在负载敏感多路阀节流口处产生 的节流损失。
万方数据
８
Ｌｉ Ｊｉｎｇｊｉｅ Ｊｉａ Ｙｕｅｈｕ Ｓｕｎ Ｚｈｉｈｕｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ Ａ １ ０ＶＳＯ ｌｏａｄ—ｓｅｎｓｉｎｇ ｖａｒｉａｂｌｅ ｐｕｍｐ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｐｐｌｉｅｓ Ａ ＩＯＶＳＯ ｌｏａｄ－ｓｅｎｓｉｎｇ ｖａｒｉａｂｌｅ ｐｕｍｐ ｔｏ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＺＬ５０ ｌｏａｄｅｒ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｌｏｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＺＬ５０ ｌｏａｄｅｒ ｄｒｉｖｅｎ ｂｙ Ａ１０ＶＳＯ ｌｏａｄ—ｓｅｎｓｉｎｇ ｖａｒｉａｂｌｅ ｐｕｍｐ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＺＬＳ０ ｌｏａｄｅｒ ｄｒｉｖｅｎ ｂｙ ｌｏａｄ—－ｓｅｎｓｉｎｇ ｖａｒｉａｂｌｅ ｐｕｍｐ ｈａｓ ｌｅｓｓ ｐｏｗｅｒ ｌｏｓｓ ａｎｄ ｉｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｈｙ—－ ｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｌｏａｄｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏａｄ－ｓｅｎｓｉｎｇ ｖａｒｉａｂｌｅ ｐｕｍｐ ｌｏａｄｅｒ ｗｏｒｋｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｐｏｗｅｒ ｌｏｓｓ ｅｎｅｒｇｙ—－ｓａｖ—。 ｉｎｇ
小（由负载敏感控制阀３．５弹簧压力设定），因此系 统的节流损失很小。
负载敏感变量泵的控制特性如图２所示。
Ｑ
‰
｝基金项目：太原市大学生创新项目（０９１２２０１２） 收稿日期：２００９－０９－０７ 作者简介：李晶洁（１９８３一）女，研究生。
ｐｍ ｐ
图２负载敏感变量泵控制特性曲线
万方数据
２０１０年１月
李晶洁等：负载敏感变量泵在装载机液压系统上的应用与节能分析
负载敏感控制阀３．５通过控制节流４进出口压 差△ｐ来调节变量泵３．２的排量，从而使变量泵３．２ 的输出流量适应节流阀４调节所需求的流量。当变 量泵３．２的输出压力在其最高安全工作压力范围内 时，压力补偿阀３．４在其右端弹簧力的作用下处于 右位，变量泵３．２的输出压力等于负载压力加节流 阀４的进出口压差△ｐ，并自动适应负载压力的变 化。当变量泵３．２的输ｍ压力大于其最高安全工作 压力时，压力补偿阀３．４处于左位。变量泵３．２输出
４结论
Ａ１０ＶＳＯ系列负载敏感变量泵能自动将负载需 要的流量、压力信号反馈到负载敏感变量泵的变量 机构，使变量泵输出的流造、压力与负载需要的流量 和压力相匹配。采用ＡＩＯＶＳＯ系列负载敏感变量泵 驱动装载机液压系统，其功率损失只有少量的节流 损失，没有溢流损失，是节能型装载机液压系统的发 展趋势。
参考文献 【１】陈忠强，芮丰．Ａ１０ＶＳＯ变量泵节能技术及应用【Ｊ】．流体传
本文读者也读过(7条) 1. 刘彬 装载机液压系统的节能性改进及分析[期刊论文]-黑龙江科技信息2009(7) 2. 黄新年.张志生.陈忠强.HUANG Xin-nian.ZHANG Zhi-sheng.CHENG Zong-qiang 负载敏感技术在液压系统中的应 用[期刊论文]-流体传动与控制2007(5) 3. 盖军衔.Gai Junxian 关于装载机双泵合流系统节能效果的分析[期刊论文]-工程机械2005,36(9) 4. 陈忠强.芮丰 A10VSO变量泵节能技术及应用[期刊论文]-流体传动与控制2004(6) 5. 邓斌.刘桓龙.于兰英.梁建宗.蔡政军 装载机变量液压节能技术[期刊论文]-建筑机械2004(9) 6. 许伟彬 浅析装载机液压系统的实验[期刊论文]-中国科技博览2010(17) 7. 耿令新.刘钊.吴仁智.张利娟 工程机械负载敏感技术节能原理及应用[期刊论文]-机械传动2008,32(5)
万方数据
负载敏感变量泵在装载机液压系统上的应用与节能分析
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
李晶洁， 贾跃虎， 孙志慧， Li Jingjie， Jia Yuehu， Sun Zhihui 太原科技大学机电工程学院,山西,太原,030024
流体传动与控制 FLUICL POWER TRANSMISSION AND CONTROL 2010(1)
下的功率损失进行了近似计算，计算结果如图４所 示。
从图４的计算结果可以看出：负载敏感变量泵 驱动的ＺＬ５０装载机工作装置液压系统的功率损失 比传统的定量泵驱动的ＺＬＳ０装载机工作装置液压 系统的功率损失小很多。这是冈为：在发动机转速一 定时，定量泵全排量工作，当定量泵的输出压力超过 系统的额定压力时会产牛较大的溢流损失，而且多 路换向阀的节流口压差随着发动机转速的增大而增 大［４１。而负载敏感变量泵驱动的液压系统不会产生 溢流损失，原凶是多路阀的节流口压差是由负载敏 感控制阀的弹簧力设定的。
７
２负载敏感变量泵在装载机上的应用 采用ＡＩＯＶＳＯ系列负载敏感变量泵的ＺＬ５０装
载机工作装置液压系统简化原理图如图３所示。
图３负载敏感变量泵驱动的ＺＬ５０装载机 工作装置液压系统简化原理图
ｌ一油箱；２一过滤器；３－负载敏感变虽泵；４一负载敏 感多路阀；５一铲斗液压缸；６一动臂液，Ｋ缸
负载敏感多路阀４由多路换向阀（４．２、４．６）与集 成在多路换向阀（４．２、４．６）上的过载补油阀（４．３、４．５、 ４．８）、单向阀（４．４、４．７）、背压阀４．９等组成。其中，多 路换向阀（４．２、４．６）利用节流原理Ｔ作。过载补油阀 （４．３、４．５、４．８）的作用是防止铲斗油缸５双向过载和 动臂液压缸６下落时过载。单向阀（４．４、４．７）与背压 阀４．９的作用是为动臂液压缸６和铲斗液压缸５的 有杆腔补油，以提高装载机放臂和卸料的时间，同时 保证液压缸不吸空［２１。
赢体秸动扇控副
２０１０年第１期
压力油通过负载敏感多路阀节流口时产生的节
流损失为
ＡＮｊ＝ＡｐＱ
（１）
式中，伊一负载敏感多路阀４的输人流量；
△ｐ一负载敏感多路阀４节流１３的进出口压差， 一般很小，仅为１—２ＭＰａｔｌｌ。
３．２节能效果
ＺＬ５０装载机工作装置液压系统的参数为：泵排
量１００ ｍＬ／ｒ；发动机转速６００—２ ２００ ｒ／ｍｉｎ；系统的
负载敏感变量泵驱动的ＺＬＳ０装载机工作装置 液压系统在４种典型Ｔ况下的功率损失分析如下：
１）当铲斗油缸５和动臂油缸６不工作时，多路 换向阀（４．２和４．６）处于中位，液压系统没有流量和 压力的需求，变量泵３．２实现只维持泵的外泄露及 控制流量的最小流量输出，因此，液压系统的功率损 失很小。
２）当单个执行元件Ｔ作（如动臂油缸６）时，多 路换向阀４．６处于工作位置，同时多路换向阀４．２处 于中位。负载敏感多路阀４的负载敏感口Ｌｓ通过 多路换向阀４．６的阀芯获得动臂油缸６的负载驱动 力，然后将动臂油缸６的负载驱动力反馈到负载敏 感变鼍泵３的负载敏感口ｘ。负载敏感控制阀３．５ 根据动臂油缸６的负载驱动力控制多路换向阀４．６ 节流口的进出口压差恒定，从而实现变量泵３．２的 输出流量等于多路换向阀４．６节流口开口面积所需 的流量。同时，变量泵３．２的输出压力等于负载压力 加上多路换向阀４．６节流口处产生的压力差，并始 终跟随负载压力变化。因此，液压系统的功率损失只 有在多路换向阀４．６节流口处产生的节流损失，且 节流损失很小。
中图分类号：ＴＨｌ３７．３
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２—８９０４（２０１０）０１—０００６—００３
引言
装载机工作装置液压系统用于物料的提升和 铲斗的翻转等功能，负载变化频繁且变化范同大。 国内ＺＬＳＯ装载机工作装置液压系统都南定量齿轮 泵驱动，定量泵的输出流量不能根据负载的需求输 出，只取决于发动机的转速。因此，液压系统存在很 大的功率损失。为了减少这一功率损失，需使泵的 输出功率与负载需求的功率相匹配，将负载敏感变 量泵取代定量泵。其中，以某公司生产的Ａ１０ＶＳＯ 系列负载敏感轴向柱塞变量泵的应用最为典型。
１负载敏感变量泵的节能原理
Ａ１０ＶＳＯ系列负载敏感轴向柱塞变量泵的控制 原理如图１所示：负载敏感变量泵３由变量泵３．２ 与集成在变量泵３．２上的负载敏感控制阀３．５、压力 补偿阀３．４、变量油缸（３．１、３．３）组成。其中，负载敏 感控制阀３．５的弹簧力较小，且阀芯位移在调节过 程中并不大，所以近似认为负载敏感控制阀３．５的 设定压力恒定。压力补偿阀３．４的弹簧设定压力为 变量泵３．２的最高安全工作压力【１１。