研究进展：负载口独立调节技术

传统液压系统进油口、回油口和旁路油口都是联动的，这是产生节流损耗最主要的一个原因。近年来针对该问题提出了采用单独的比例节流阀分别控制系统各个油路通道的过流面积，该进出口节流独立调节方案能够在一定程度上减少主控阀的进出节流口以及旁路上的压力损耗。

由于工程机械工作条件恶劣、负载变化剧烈等原因，使得该项技术没有在工程机械领域广泛应用。直到近几年，以伊顿-Ultronics公司研制的ZTS16为代表的负载口独立方向控制阀的出现，才为负载口独立调节系统在工程机械领域的广泛应用提供了条件。其生产的负载口独立方向控制阀ZTS16，结合了该公司的EFX控制器和控制应用软件，方便该阀的柔性配置。该阀的特点是，每一片阀有独立的双阀芯功能，可实现流量和压力控制。该多路阀可以扩展到六片，可以单片配置防止气穴和过载功能，通过阀芯位置反馈和端口压力传感器检测实现闭环控制，采用了独立的先导阀滑阀技术；该阀可以通过J1939或者CAN总线控制，适合多种系统应用，较大的柔性特点缩短了开发时间。该阀还带有故障诊断功能。该阀现有的规格是单片流量达到130L/min，系统压力达到30MPa，环境温度为-40～105℃。现已在JCB、Deere、DAWOO、CASE等公司的挖掘机、叉车和装载机上示范应用，如图3-29所示。

图3-28 液压元件结构方式和通径的发展趋势图

图3-29 ZTS阀在装载机上的应用

基于液阻回路的ZTS阀由四个独立控制的液阻（新型比例控制的二位二通座阀）组合的控制回路与发动机控制器、智能化控制软件（包含能量控制）等进行配置，带来了移动机械传动的新方案和突破性进展。该控制方案已经在多种移动机械成功应用。可使挖掘机燃油消耗减少25%，工作效率提高10%，可远程控制，提高了正常工作时间，是实施欧四标准的关键性技术。(www.xing528.com)

Husco公司也开发了负载口独立方向控制阀及INCOVA系统（见图3-30）。其采用独立的电液比例锥阀（EHPV）取代传统的三位四通滑阀，和传统系统的不同之处在于，该种类型的阀可以根据操作者的指令，通过执行元件端口压力来调节阀的开度，并通过J1939总线进行信号传递控制，提高了整个系统的控制柔性和系统的节能性能。由于锥阀良好的密封性能，可以避免由于使用平衡阀带来的不稳定性。系统采用压力传感器来测量系统的压力信号，在自重和负载的作用下，使得动臂无杆腔的液压油能够回到动臂有杆腔，实现动臂的能量再生，提高系统的节能性能，而且动臂下降的最大速度也变得可控。由于系统省去了平衡阀，以及电控系统的应用，使得系统的控制功能增加。在复杂运动控制中，采用协调控制算法，提高了操作者的操作效率。EHPV阀是双向两位控制阀，且带压力补偿机构，并附加了ISO8643管路爆破防护功能，同时控制器有高的抗振性和恶劣环境适应性，超过100g的加速度实验1000次，性能超过IP65、66和69K等级。压力传感器的标定压力达到41.5MPa。INCOVA负载口独立控制多路阀已应用于JLG公司的登高车上（见图3-31），并进行了系列化生产，动臂下降速度增加12%，泄漏点减少27%，流量增加25%，系统稳定性增加。

图3-30 INCOVA系统^[52]

负载口独立调节技术主要是降低单泵单执行元件的联动节流损耗和提高执行元件的操作性，而对于单泵多执行元件系统，它不能减少多执行元件负载耦合的能量损耗。

图3-31 应用INCOVA系统的登高车