基于AMESim的压力流量比例控制变量泵仿真分析

　　压力或流量单一控制的液压系统虽然具有一定的节能效果，但不适合用在多级压力和流量控制的大功率设备上.本文针对这一问题构建压力流量比例变量泵系统方案，以实现压力和流量的复合控制，使泵的输出功率与负载所需要的功率相匹配，从而降低能耗损失^[1-3].

　　1　压力流量比例控制变量泵的构建及其调节原理

　　结合压力流量复合控制技术和电液比例控制技术的优点建立如图1所示的压力流量比例控制变量泵方案.

　　图1中，比例节流阀5和恒流阀7构成了系统的流量控制回路，前置式节流器R、比例压力阀8和恒压阀6构成了系统的压力控制回路.与带有公用二级阀的压力流量复合控制系统相比，由于该系统分别采用了恒流阀和恒压阀来实现对系统流量和压力的控制，所以可以根据系统的具体要求分别选取恒流阀和恒压阀的参数，以达到最优控制的目的.

　　当负载压力P_L小于比例压力阀的设定压力P_V0时，系统处在流量调节范围内，比例压力阀关闭，此时P_L=P_V，P_b-P_V=P_b-P_L=常数(P_b为泵的输出压力，P_V为前置式节流器R右端的压力);当系统处于平衡状态时，此常数为比例节流阀5两端的压差，所以比例节流阀的开度一定时，通过比例节流阀的流量Q_L保持恒定，不受负载压力变化的影响^[4]，此时比例节流阀5两端的压差直接作用于恒流阀的两端.由于在流量调节范围内，负载压力P_L小于比例压力阀的设定压力P_V0，所以前置式节流器R无流量通过，因此前置式节流器两端的压力相等，即P_L=P_V，恒压阀阀芯在其弹簧力的作用下处于左极端位置，恒压阀不起控制作用.

　　当负载压力P_L大于比例压力阀的设定压力P_V0时，比例压力阀打开，系统处在压力调节范围内，在前置式节流器R的作用下，恒压阀两端的压差推动恒压阀阀芯迅速右移，高压油进入变量大缸，推动变量大缸活塞左移，使斜盘倾角迅速下降到接近于0，泵的排量迅速下降到接近于0，系统在高压(比例压力阀的设定压力P_V0)小流量下工作，避免了传统液压系统的高压溢流损失.

　　同时，泵的输出压力不再上升，避免了设备的损坏，保护了系统元件，系统压力控制和流量控制的时间转换可以通过计算机来控制^[5-7].

　　在最靠近变量大缸的恒压阀通路上，并联了一个带液阻R₁的通路以及相应的带液阻R₂和R₃的通路.这种布局，给变量控制及系统运行在快速性、稳定性等多方面带来有利影响^[8].