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目前高空作業(yè)車液壓控制系統(tǒng)大多采用定量泵供油系統(tǒng)， 南海高空作業(yè)車出租, 南海高空作業(yè)車, 高空作業(yè)車出租 當(dāng)系統(tǒng)處于過(guò)載狀態(tài)時(shí)，負(fù)載敏感控制閥由于彈簧壓力一直處于右位，泵輸出壓力pS逐漸上升，直到大于壓力切斷閥設(shè)定壓力，此時(shí)油液推動(dòng)壓力切斷閥的閥芯向右運(yùn)動(dòng)，油液經(jīng)過(guò)壓力切斷閥左位進(jìn)入變量缸敏感腔，從而變量缸的活塞向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)著變量泵的斜盤向排量變小的方向運(yùn)動(dòng)，直到斜盤偏角接近零為止，此時(shí)泵的排量幾乎為零。當(dāng)系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)泵出口壓力為負(fù)載敏感控制閥的彈簧設(shè)定壓力，一般只有1.4MPa左右，泵的功率消耗幾乎為零。
負(fù)載敏感泵數(shù)學(xué)模型 （1）敏感閥閥芯的力平衡方程（p-pL）Av-Kvx0 p———泵出口壓力，MPa；pL———負(fù)載反饋壓力，MPa；Av———敏感閥控制面積，cm2；Kv———彈簧剛度，N/cm；x0———彈簧初始位移，cm；Ms———閥芯質(zhì)量，kg；B———等效黏性阻尼系數(shù)，Ns/cm；xv———閥芯位移，cm。對(duì)式（1）拉氏變換得出敏感閥閥芯的傳遞函數(shù)W1（s）=xv（s）E（s）=1/Kss2/ωnv2+1（2）式中E（s）———壓力偏差信號(hào)，E（s）=[p（s）-pL（s）]Av； ωnv———負(fù)載敏感閥的固有頻率，ωnv＝Ks/Mv，s-1。
（2）負(fù)載敏感閥的流量方程Q=cdωxv2Δpρ
（3）式中cd———流量系數(shù)，cm3/（s·MPa）；ω———敏感閥閥口的面積梯度，cm；Δp———敏感閥兩端壓力，MPa；ρ———液壓油密度，kg/m3。（3）負(fù)載敏感閥的流量增益系數(shù)Kq=xv=cdωxv2
（4）負(fù)載敏感閥的壓力增益系數(shù)Kp=-墜Q墜Δp=cdωxv2 中p1———變量缸活塞左移時(shí)大腔壓力；p2———變量缸活塞右移時(shí)大腔壓力。
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（7）斜盤動(dòng)作時(shí)的微分方程斜盤擺動(dòng)角度變大時(shí)（pSA1-p2A2）r0=Jr0·d2xpdt2斜盤擺動(dòng)角度變小時(shí)（p1A1-pSA2）r0=Jr0·d2xpdt2（8）式中A1———變量缸大腔斷面積，cm2；A2———變量缸小腔斷面積，cm2；r0———變量缸軸心到斜盤軸心的距離，cm；J———變量缸活塞與斜盤繞斜盤旋轉(zhuǎn)軸心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg·cm2；xp———變量缸的活塞位移（設(shè)向左為正），cm。聯(lián)立式（3）~式（8），得2Kqxv=2A1dxpdt+VβA12Jr02d3xpdt3+（Kp+c0）2JA1r02d2xpdt2（9）對(duì)式（9）經(jīng)拉氏變換得斜盤的傳遞函數(shù)W2（s）=xp（s）xp（s）=Kq/A1s（s2ωn2+2δnωn+1）（10）式中δn———阻尼系數(shù)，δn=ωn（Kp+c0）J/（2A12r02）；ωn———斜盤的固有頻率，ωn＝A1βr02。
（8）泵的流量增益方程Qp=-KQnxp（11）式中KQ———泵的排量梯度，cm2/r；n———泵的轉(zhuǎn)速，r/s。對(duì)式（11）拉式變換，得泵流量與變量缸位移的傳遞函數(shù)W3（s）=－Qp（s）xp（s）＝KQn（12）（9）變量泵的輸出流量和壓力變化特性－Qp（s）＋QL-c1=Vtβdpdt（13）對(duì)式（13）拉式變換得泵輸出壓力傳遞函數(shù)W4（s）=P（s）I（s）＝1/cI1+s/ωT（ 14）式中I（s）———流量偏差信號(hào)，I（s）=-Qp（s）+QL（s）；ωT———慣性環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)折頻率，ωT＝βcl/Vt，s-1；cI———變量缸彈簧腔的泄漏系數(shù)，cm3/（s·MPa）�？傻秘�(fù)載敏感泵的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)W（s）=1KsKqA1KQn1c1Av/［（1＋sωT）（s2ωnv2＋1）（s2ωnv2＋2δnωns+1）］。 利用AMESim可以迅速達(dá)到建模仿真的終目標(biāo)。分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而降低開(kāi)發(fā)成本和縮短開(kāi)發(fā)周期，為用戶提供了一個(gè)時(shí)域仿真建模環(huán)境，可修改模型和仿真參數(shù)，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)仿真、繪制曲線并分析仿真結(jié)果。圖3負(fù)載敏感系統(tǒng)AMESim模型1．異步電機(jī)2.變量泵3.變量油缸4.壓力切斷閥5.負(fù)載敏感閥6.電液比例換向閥7.回轉(zhuǎn)馬達(dá)8.模擬負(fù)載根據(jù)回轉(zhuǎn)裝置速度控制要求初步設(shè)定負(fù)載敏感變量泵的基本參數(shù),泵轉(zhuǎn)速2000r/min，泵高排量150mL/r；負(fù)載敏感控制閥設(shè)定壓力1.4MPa，彈簧剛度2.4×104N/m，閥芯直徑準(zhǔn)4mm；壓力補(bǔ)償閥設(shè)定壓力28MPa，彈簧剛度5×104N/m；阻尼孔直徑準(zhǔn)0.5mm；線性化函數(shù)f（x）=（x-0.0034）/（0.034~0.0034）；馬達(dá)排量780mL/r，額定轉(zhuǎn)速70r/min；模塊質(zhì)量0.01kg；電液比例換向閥大電流200A。
1）負(fù)載敏感變量泵的大排量對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的影響在AMESim的參數(shù)模式中,改變泵大排量,得到泵輸出流量響應(yīng)曲線如圖4所示。由圖4可以看出，隨著設(shè)定值的增大，系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間越來(lái)越短、振蕩次數(shù)越來(lái)越少,當(dāng)設(shè)定值變小時(shí)輸出流量隨負(fù)載的變動(dòng)性也越來(lái)越差。時(shí)間/s圖4泵大排量對(duì)系統(tǒng)輸出動(dòng)態(tài)特性的影響1.q=100mL/r2.q=125mL/r3.q=150mL/r4.q=175mL/r5.q=200mL/r （2）負(fù)載敏感閥閥芯直徑對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的影響當(dāng)負(fù)載敏感閥閥芯直徑不同時(shí)，負(fù)載敏感系統(tǒng)的響應(yīng)曲線。隨著負(fù)載敏感閥閥芯直徑的變大，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間越來(lái)越慢，穩(wěn)定性越來(lái)越差，隨負(fù)載的變動(dòng)性越來(lái)越差。綜合考慮，在D=7mm時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)曲線比較理想。時(shí)間/s圖5閥芯直徑對(duì)系統(tǒng)輸出動(dòng)態(tài)特性的影響1.D=6mm2.D=7mm3.D=8mm4.D=9mm5.D=10mm （3）負(fù)載敏感閥彈簧剛度對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的影響當(dāng)負(fù)載敏感閥彈簧剛度不同時(shí)，得到一組泵輸出流量響應(yīng)曲線。隨著彈簧剛度的增大,系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間越來(lái)越短，但在此系統(tǒng)中彈簧剛度從10~50N/mm的依次變化對(duì)系統(tǒng)輸出動(dòng)態(tài)特性的影響不大，因此彈簧剛度選的不要過(guò)大或過(guò)小即可。時(shí)間/s圖6彈簧剛度對(duì)系統(tǒng)輸出動(dòng)態(tài)特性的影響1.10N/mm2.20N/mm3.30N/mm4.40N/mm5.50N/mm （4）阻尼孔直徑對(duì)系統(tǒng)輸出動(dòng)態(tài)特性的影響在控制系統(tǒng)中加阻尼孔可以降低系統(tǒng)增益,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)阻尼孔直徑不同時(shí)，負(fù)載敏感系統(tǒng)的響應(yīng)曲線。阻尼孔直徑過(guò)小曲線相對(duì)偏差太大，阻尼孔直徑越大系統(tǒng)輸出隨負(fù)載的變動(dòng)性越來(lái)越強(qiáng)，但流量過(guò)小不利于執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，當(dāng)d=6mm時(shí)輸出曲線較平穩(wěn)，且偏差較小。（5）變載下系統(tǒng)響應(yīng)特性變載下泵和負(fù)載壓力曲線。不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下,液壓泵的出口壓力和負(fù)載壓力各不相同,都是隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化而變化,泵出口壓力始終與負(fù)載壓力相適應(yīng),且始終比負(fù)載壓力高出1.4MPa左右,不受負(fù)載壓力變化的影響,具有明顯的節(jié)能效果。
高空作業(yè)車回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)采用了負(fù)載敏感控制系統(tǒng)后，泵出口壓力始終與負(fù)載壓力相適應(yīng)，減小了回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的溢流損失，起到了節(jié)能的效果。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，分析了負(fù)載敏感變量泵主要參數(shù)對(duì)回轉(zhuǎn)性能的影響，進(jìn)一步地分析其特點(diǎn)。結(jié)果表明:選擇合適的參數(shù)，才能保證整個(gè)系統(tǒng)性能良好。
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