電液比例減壓閥用于挖掘機液壓泵流量電控調節

液壓系統主要是通過壓力補償變量機構改變液壓工作泵輸出的流量，從而使發動機轉速恒定在選擇的位置上。350液壓挖掘機液壓系統的壓力補償變量機構主要包括恒功率調節和負載傳感調節。

1．電液比例減壓閥

恒功率調節的主要元件是電液比例減壓閥，簡稱PRV閥，它是一個電磁閥，與普通電磁閥不同的是控制線圈動作是由電子控制器發出的脈沖信號。

電液比例減壓閥的工作模式如圖16所示。

電子控制器通過對所選擇的動力模式、發動機轉速擋位及發動機實際轉速等進行信號綜合、分析，形成電信號作用到電液比例減壓閥上，使滑閥移動，開通控制油道，先導油穿過此閥后，轉變為p_s信號。上述3個變量中，有一個變量發生改變，都會導致p_s信號的改變。

卡特彼勒公司規定；在發動機實際轉速比理論轉速低250r/min時，電液比例減壓閥發出p_s信號，改變斜盤的傾角，降低主泵的輸出流量，防止發動機被迫熄火。在駕駛室右護手前方，有一個旋鈕，即為發動機轉速選擇旋鈕。它有10擋，各擋相對應的轉速為900、1020、1160、1300、1470，1590、1700、1800、1900、1970r/min。在動力模式I、Ⅱ時，脈寬比恒定，當發動機轉速符合設定值時，該PRV閥不發出p_s信號。電液比例減壓閥的脈寬比越高，磁性越大，閥的開口就越小。

2．前、后工作泵流量的調節

手柄全行程扳動時，為恒功率控制，此時泵的輸出量決定于泵的壓力。有3種功率水平：①在動力模式Ⅲ時，功率輸出為100%；②在動力模式Ⅱ時，功率輸出為90%；③在動力模式I時，功率輸出為70%。動力模式改變，PRV閥輸出的p_s信號隨之改變，泵輸出油量也將改變。

由負載壓力信號來控制流量。當操作手柄作局部扳動時，泵輸出流量決定于手柄扳動量；當操作手柄在中位時，泵的輸出量最小。工作泵輸出曲線如圖17所示。

工作泵流量的調節由電液比例減壓閥發出的p_s信號，到達前泵、后泵后，對主泵恒功率調節器進行作用，其調節原理如圖18所示。

工作泵輸出壓力與負載壓力相當時，負載傳感調節器的閥心在彈簧力的作用下向另一端移動。前泵出口壓力p_D大于p_s信號油壓力與恒功率調節器彈簧壓力p_T之和時，閥心向右移動，從工作泵流出的壓力油，有一分支經單向閥后，穿過恒功率調節器、負載傳感調節器后，作用在連接斜盤活塞的大腔上，使活塞向右移動，增加斜盤的傾角，提高工作泵的流量。而連接斜盤活塞的右移，又會帶動電液比例減壓閥的滑套右移，從而改變了電液比例減壓閥閥心與滑套的相對位置，導致各油道開口的改變，在壓差的作用下，閑心叉開始移動，直至在新的位置上平衡。反之，如果p_D＜p_s+p_T時，恒功率調節器閥心向沒有彈簧腔移動，此時恒功率調節器的閥心開口與油箱回油道接通，以便于連接斜盤活塞移動時回油，減少工作泵排量。

工作泵輸出壓力大于負載壓力時，負載傳感調節器的閥心向負載壓力端移動。此時工作泵出口油同時到達連接斜盤活塞的兩端，因截面積的差異，活塞向小端移動，加大斜盤的傾角，提高工作泵的流量，直到平衡位置。

為了保證前泵、后泵工作時的供油量，在前泵與后泵之間，設置有一個供油泵，其目的是向前泵、后泵供油，避免前泵、后泵大流量工作時形成空穴。

3．系統的特點

在典型的液壓系統中，工作泵的流量均由負載壓力調節，而負載壓力的大小取決于工作的載荷。在負載伺服閥閥心移動的范圍內，有一個恒定的位置，在此位置上，斜盤傾角保持不變，直至載荷的改變。只要負載改變，斜盤的傾角也跟著改變。

在350電液比例減壓閥的液壓系統中，當p_D-p_L＞1960kPa（p_L為負載壓力）時，負載傳感調節器閥心開始移動，推動連接斜盤的閥心移動，增大斜盤傾角，直到下一個平衡位置，即p_D-p_L=1960kPa。

在負載傳感調節方面，350的液壓系統具有一般典型液壓系統的優點。

350液壓系統的最大特點在于發動機選擇。任何轉速擋位，都可以在保證發動機不熄火的前提下，滿足工作負荷不斷變化的需要。該系統允許發動機轉速在低于選定擋位轉速0～250r/min范圍內波動，避免了工作泵斜盤頻繁地擺動，可較好地適應各種復雜工況的需要。在p_D≈p_L時，電子控制器根據所選擇的動力模式、發動機轉速擋位及發動機實際轉速等的變化信號進行分析后，向電液比例減壓閥發出脈沖信號。電液比例減壓閥發出的p_s信號，仍可對工作泵的流量進行調節，以便于充分發揮出整機的應有性能。例如液壓挖掘機工作壓力對某一礦層的硬度適用，如遇硬度較低的礦層時，系統盡可能地加大流量，使工作速度更快；在遇到硬度更大的礦層時，系統又可減少流量，降低工作速度。

一切均在恒功率的狀態下進行。

4．總結

由電液比例減壓閥組成的壓力補償變量機構，在負載壓力調節工作泵流量的基礎上，根據所選擇的動力模式、發動機轉速擋位及發動機實際轉速等的微小變化，對液壓工作泵流量作進一步的調整，所以具有穩定發動機輸出功率、降低燃油消耗、操作簡便等特點。

在350液壓挖掘機液壓系統中，為了降低燃油消耗，設置有3個壓力開關，即行走壓力開關、回轉壓力開關、機具壓力開關。當這些壓力開關都不動作時，即全部控制閥都在中位，發動機系統在3s后自動把發動機轉速降至怠速狀態，以減少燃油消耗。在任何一個主控制閥動作時，發動機系統自動把轉速升到設定的位置，以適應生產工作的需要。