装载机负荷敏感系统的相关计算分析

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相比较于定量泵系统，装载机上配置双泵合流的负荷敏感系统在各种工况下的分析要复杂的多，所以必须熟悉各工况下负荷敏感的特点，才能合理地对整机进行性能计算及对液压元件选型匹配。

l 双泵合流的负荷敏感变量系统原理与参数设置- 个负荷敏感系统，采用双泵合流的形式，设置工作泵切断压力为 P.31 MPa，转向系统受转向原件限制，设定压力为 P，28 MPa。转向泵经流量放大阀后与工作泵合流给多路换向阀供油，多路阀x口反馈压力经-梭阀与流量放大阀x口压力比较后如大则同时反馈于转向泵与工作泵，反之流量放大阀x口压力经梭阀反馈至转向泵。工作泵，转向泵排量分别设置为 。、 ，综合考虑压力与怠速转向能力，选取Vp 140 mL/r，Vp 200 mL/r，并调节负载敏感控制阀使发动机全速时，转向泵输出流量为：g20.75×Vp2×n/1 000300 L/min而工作泵输出流量为：glVp1×n/1 000280L/min其中，n为发动机全速泵转速2 000 r/min。

2 主要参数的分析与计算1)最大输出扭矩工况收稿日期：2012-11-22作者简介：刘刚(1986-)，男 ，助理工程师，主要从事装载机液压系统总体设计工作。

举升液压缸 转斗液 缸 举Yt·液压缸图 1液压系统原理图因为工作泵与转向泵的排量分别为g。，g ，当系统处于怠速提升工况时，即发动机处于怠速状态时，多路阀阀芯开口最大，因泵转速偏低，此时多路阀处于欠流量状态，因此两个泵均处于最大流量输出，即：工作泵流量为：qI l×n怠速/1 000112 L/min而转向泵流量为：q2 ×n /1 000160L/min其 中，n 800 r/min。

此时，工作泵至负载端压降为△P.0.6 MPa，转向泵至负载端压降为A P，0。8 MPa。由于转向泵排量大于工作泵 ，且中间串联-流量放大阀，故其产生的压降A P >△P ，在同时满足两个泵全排量输出，且在额定载荷下，输出压力最高时即动臂在最高点时压2013年5月 刘刚，等：装载机负荷敏感系统的相关计算分析 第 21页力为 P，23 MPa，则转向泵 口压力为 P，Ap：23.8MPa，工作泵出口压力为 P △P 23.6 MPa，此时整个系统额定载荷下输出扭矩最大，即为：丁(g (p ap )g (P3△P ))叼/2n 1 243 N ·m其中，压力单位为MPa，排量单位为mL/r；效率卵0.97。

所以在选择取力口扭矩输出值时，必须大于泵的最大输出扭矩(双联泵则为互串泵之和)，否则在此工况下发动机将会熄火。

2)系统最大压力工况在铲掘工况时，此时对提升力与崛起力需求大，但流量很小 ，压力将达到工作泵的切断值 P 31MPa，此时转向泵处于切断状态，系统靠工作泵维持压力，转向泵与工作泵合流管路上-单向阀可防止高压油对转向系统的影响。由于流量很小，所以系统压降很小，负载端压力接近于泵口压力 P -31 MPa，此时液压功率输出值很校相比定量泵系统输出极限功率，此时发动机功率可以充分供给传动系统，整车牵引力大增，相对充分地满足了插入力，降低了此工况下的整机负荷。

3)最大输出功率工况当满油门全速举升重物状态，此时系统输出流量最大，额定负载下系统压力在动臂最高点处为P 23MPa，此时转向泵至负载端，工作泵至负载端压降分别为A P22.8 MPa，A P 2.6 MPa，同理，A P2>A Pl，则在此时，转向泵出口压力为 P △P 25.8 MPa，工作泵出口压力为 P △P 25.6 MPa，则液压系统在额定载荷下系统最大输出功率为：P ((P △P。)q (P △P：)g )叼 /512 261 kW 其中，凡最高转速2 000 r/min；q1 ×n最高转速/1 000280 L/min；g2 0.75× ×n怠 /1 000300 L/min；叼总 0.95。

此时还可以计算液压系统最大消耗功率与发动机净功率的功率比，以此看出整机功率与液压系统输出功率是否合理。

4)系统压力损失与散热系统分析A1当系统不工作时，多路阀阀芯处于中位，变量泵只输出维持控制流量及内泄漏的少量油，液压泵出口维持-待命压力，此时系统功率损失很校B)当操纵负载时，负载压力通过多路阀的负载敏感LS口反馈至液压泵上x口，液压泵上负载敏感阀调节液压泵的排量，并始终保持液压泵流量输出与多路阀开口大小相对应，此时存在的损失主要是多路阀，放大阀节流损失与管路中的压力损失。

C)当变量泵输出压力达到液压泵的切断压力时，负载敏感阀调节液压泵的排量趋最小，液压泵的排量急剧下降，因此不存在高压溢流，此工况下功率损失很校所以相比较与普通的定量泵系统，变量泵系统在多路阀中位，正常工作及高压卸荷阶段压力损失均要小 ，因此在整机散热功率计算时，主要就是阀的节流损失与管路的压力损失，其瞬间功率损失为：APAp.g其中，Ap<3 MPa。

在计算整个工作周期内压力损失时，需建立-个横坐标为压力，纵坐标为流量的坐标轴 ，对整个过程的测量数据，然后求积分可得。

3 结 语负载敏感系统变量泵能使输出的流量与压力与负载需要的流量与压力-致，因此必须牢牢地抓住这- 特点，分析变量泵在不同工况下排量 ，流量与压力值，才能合理地计算出液压系统匹配值 ，指导液压元件选型与整机参数设置。