【技术探讨】液压泵正流量控制与负流量控制

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。
但是近年来有部分公司推出正流量控制，并且介绍说正流量有诸多好处，那么正流量真的有那么神吗？
那我们就以川崎K3V系列为例，来分析一下挖掘机上液压泵的控制原理

挖掘机在设计时，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。

在挖掘机的恒功率控制上分为两个部分:

一、泵内部的功率控制，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、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。液压系统则会根据这种变化，对其排量进行控制。而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。
负流量:手柄行程越大,对应的二次先导压力也会越大,由二次先导压力控制的主阀芯的开启度也会越大。与之对应, 主阀芯的开启度越大,主油路分向执行元件的油越多,执行元件的速度就会越快。通过中位流经负压信号发生装置的油越少,负压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。