丹佛斯H1型闭式泵电比例调节（EDC）带ISL速度限制

该泵主要集成有电比例控制器1、补油泵3、压力限制阀4、高压溢流阀和补油溢流阀6，以及由先导阀5、单向阀9、减压阀8和阻尼孔10构成的速度限制器，调节原理如图3-118所示。

在达到压力限制阀4的设定压力时，其通过使泵斜盘位置回中位提供系统压力保护。压力限制阀是一个非耗散（非发热）的压力控制阀。传动回路的每一侧都有一个独立设置的压力限制阀，允许在系统两个油口使用不同的压力设置。压力限制器的设定值是高、低压回路之间的压差。当压力限制器设置值达到时，压力油打开压力限制阀，通油至伺服活塞的低压侧迅速降低泵的排量，直到泵的排量下降引起系统压力低于压力限制器设定值为止。当负载处于停转状态时，主动的压力限制使泵柱塞回程至接近零行程。泵斜盘在必要的时候可移至任一方向调节系统压力，包括过冲程（超越控制）或过中心（系泊控制）控制。

图3-118 丹佛斯带集成速度限制（ISL）的电比例调节（EDC）H1型闭式泵节原理

1—电比例排量控制器 2—H1主泵 3—补油泵 4—压力限制阀 5—先导阀 6—补油溢流阀 7—高压溢流阀和补油单向阀总成 8—减压阀 9—单向阀 10—阻尼孔

高压溢流阀和补油单向阀总成中，高压溢流阀是耗散（发热）的压力控制阀，用于限制系统最高工作压力。补油单向阀的功能是补油至工作回路的低压侧。传动回路的每一侧都有一个专用高压溢流阀，其溢流压力是由工厂设定的，且不可调。当系统压力超过该阀的设定值时，液压油从高压回路流通至补油通道，并经由补油单向阀进入低压侧。允许在每个系统油口使用不同的压力设置。当一个高压溢流阀与压力限制器一起使用时，高压溢流阀压力设置值总是高于压力限制阀的设置值。

频繁操作高压溢流阀将在闭式回路中产生大量热量，并可能导致泵的内部组件损坏。

旁路功能：单泵高压溢流阀还提供了循环旁路功能，只要将两个高压溢流阀上的一个六角堵头旋出三个整圈，就可以把工作回路的A和B侧连接到公用补油通道。旁路功能可以使机器或负载被拖动而不会使泵轴或原动机转动（比如行走机械被拖行），但拖行时必须避免超速和过载。负载或车辆被拖行速度不应超过最大速度的20%，拖行的持续时间不超过3min。超速或持续时间过长都有可能损坏原动机。当不再需要旁路功能时，应注意重新旋紧高压溢流阀六角堵头至正常工作位置。

补油溢流阀6用于保持补油压力至指定的高于壳体的压力的数值。补油溢流阀是一台直接作用的锥阀式溢流阀，当压力超过指定值时补油溢流阀打开并排放液体至泵的壳体。在前进或后退时，补油压力会比在中位时略低。系统流量每增加10L/min，典型补油压力需增加0.12～0.15MPa。

电气比例排量控制（EDC）原理：泵斜盘位置正比于输入电指令信号，因此，车辆或负载速度（不考虑效率的影响）只依赖于原动机速度或马达排量。在三位四通伺服阀的每一侧安装有一台比例电磁铁，比例电磁铁通电后产生电磁力施加至阀芯，伺服阀输送液体压力到双作用伺服活塞的任一侧。伺服活塞两侧压差改变使斜盘旋转，可在一个方向上将泵的排量从全排量状态改变泵到相反方向的全排量状态。在某些情况下，如污染，控制阀阀芯可能卡住导致泵卡滞在某一排量下。紧挨着控制阀阀芯前的供油管路上，安装有一台过滤精度为125μm的过滤器。

H1电气比例排量控制是电流驱动的，需要使用脉宽调制（PWM）信号。脉宽调制允许电磁铁的电流被精确地控制。PWM信号使电磁铁推杆推压在控制阀阀芯上，其加压至伺服活塞的一端，而另一端排油。整个伺服活塞在压差的作用下移动斜盘。斜盘反馈连杆和一个线性弹簧提供斜盘位置力反馈给电磁铁。当斜盘位置弹簧反馈力正好平衡操作者输入电磁力指令的时候，控制系统达到平衡。由于工作回路的油压随负荷变化，控制装置和伺服/斜盘系统不断地工作以维持斜盘在指令的位置。

图3-119 丹佛斯H1型闭式泵的特性曲线

由于控制阀阀芯油口正遮盖，以及来自于伺服活塞组件的预加载荷和线性控制弹簧的原因，EDC包含了正的中位死区。一旦达到中位阈值电流，斜盘倾角就与控制电流成正比。为了最小化控制中位死区的影响，推荐使用传动控制器或操作者输入装置中包含有阶跃的电流来补偿一部分中位死区，该泵的特性曲线如图3-119所示。

控制阀芯的中位位置通过对中弹簧提供了一个主动的预加载压力施加到伺服活塞组件的每一端。当控制输入信号或者缺失或者被移除，或者补油压力丢失，弹簧加载的伺服活塞将自动使泵返回到中位位置。

在行走机械上装备有静液压驱动系统的柴油机超速会引起越来越多的问题。这种柴油机的超速现象往往出现在机器工作在下坡或制动模式的时候。其结果是，柴油发动机以及所附属元件超过了最大的允许速度，导致损坏。原因就是所使用的涡轮增压柴油发动机具有有限的制动转矩和较大的负载惯量。为了避免这种情况，丹佛斯公司开发了防止超速的系统，此功能被称为集成速度限制（ISL）。ISL是一种应用在大功率闭式泵（静压传动系统的一部分）上的发动机超速保护技术。(www.xing528.com)

ISL的性能和对系统而言的优点是：

1）制动时使车辆充分减速。

2）保护柴油机和液压泵防止超速。

3）确保了柴油发动机制动能力的最佳利用。

4）因为它独立于驾驶人而起作用，提供了较高的驾驶舒适性。

5）节省了机械制动器。

6）对这个功能无需额外的静液压元件或其他元件（如减速器）。

由液压马达驱动的车辆在平地上或下坡高速行驶进行静液压制动时，通常是调节变量泵的排量使其通过流量低于（不满足）马达的需求，马达出口阻力增大，在马达轴上建立起反向转矩阻止车辆行驶，车辆动能将通过车轮反过来驱动马达使其在泵的工况下运行，并在马达出油口建立起压力，迫使泵按马达工况拖动发动机运转，车辆的动能将转化为热能由发动机和液压系统中的冷却器吸收并耗散掉。在制动模式下，此时马达进油口处于低压，而排油口处于高压，液压泵在低压侧的压力增大，因此使泵试图提高速度和建立转矩。该转矩通过泵轴传送到柴油发动机上，这将导致超速情况发生。

ISL系统中，一只先导式减压阀和一个阻尼孔安装在泵的端盖上。这些元件位于液压马达和泵之间，用于在制动时减小泵的最大压力。

工作原理：在前进时采用静压制动，由于来自马达的流量将进入泵的B油口，B油口压力升高。系统流量通过减压阀，在系统压力未超过先导阀的压力设定值时，其是打开的。一旦超过减压阀的压力设置值，就有流量通过减压阀的先导阀，减压阀关闭，使得系统流量被自动节流以调节泵的压力（可在M13测压口测量）。在系统的流量较低时，减压阀完全关闭，所有的系统流量将被旁通阻尼孔节流，在机器减速时持续控制泵，使泵入口压力减小。ISL被配置是基于在制动过程中，在不超过发动机最大转速时，发动机的总阻力转矩可用，也就是此时要充分利用发动机的制动效能，因此，避免了在静液压回路中产生高温。

随着系统流量减少，通过旁通阻尼孔的系统压力减小，泵的压力随着泵接近中位开始增大。假如在制动过程中，B侧压力限制阀设定值被超过时，压力限制阀将流量接通到伺服活塞（于M5的测压口测量）的低压侧，使斜盘角度朝着最大，使泵的柱塞冲程增大至最大排量，以确保由液压马达传递的液压油被带走。

在所有情况下，ISL的目的是限制产生在泵上和输入到发动机的转矩。先导阀的压力设定值和旁路阻尼孔的大小是可调节的，它们决定了有多少制动功率被转换成热并有效地从发动机“分流”出来。

当泵处于泵工况和流量正在通过B油口时（即车辆正在以相反的方向驱动时），流量通过一个集成的旁路（单向）阀，ISL不被激活。

ISL被配置是基于在制动过程中在所允许的最大发动机转速时总阻力转矩可用。发动机的阻力转矩通常可从它的制造商得到。在设置先导阀的压力设定值和旁通阻尼孔的大小之后，ISL需进行现场实验调整，以证实其符合性能要求。