王志昌：小松液压闭式中心负荷传感系统

（一）CLSS的组成、功能及工作原理

CLSS——由主泵、主阀、各执行元件（油缸等）组成

功能1：实现对主泵的变量控制，使液压系统的吸收功率与发动机的输出功率达到最佳匹配，以节省能量；功能2：操纵性能不受负载影响，实现精确控制，使挖掘更平稳；功能3：具有在复合操作时只是按照滑阀的开口面积决定流量分配的性能

CLSS工作原理（⒈斜盘倾角的控制）

LS阀压差△PLS=PP-PLS；当△PLS大于LS阀的设定压力时，伺服活塞向小端移动，主泵排量减小；当△PLS小于LS阀的设定压力时，伺服活塞向大端移动，主泵排量增大

CLSS工作原理（⒉压力补偿控制）

压力补偿阀安装在主控制阀的出口侧，用来平衡负载，当两个执行元件一起动作时，通过压力补偿阀使每个滑阀入口压力和出口压力的压差相等，保证泵的流量按照每个阀的开口面积成比例分配而不受不同负载的影响

（二）主泵

• 主泵由两个变量斜盘柱塞泵、两个PC阀、两个LS阀、一个LS-EPC阀、一个PC-EPC阀组成

• 主泵将发动机输出的机械能吸收转变成为液压能，按照负载大小输出压力油

• 通过改变斜盘角度可改变压力油的输出量

• 改变操作手柄行程大小，斜盘角度相应改变；手柄在中立位置时斜盘角度最小，主泵排量最小

• 负载达到溢流压力时主泵排量最小

（二）自减压阀

自减压阀由二位三通滑阀、安全阀、单向阀组成；其作用是降低主泵的输出压力，并把输出的油压作为先导控制压力作用于电磁阀和PPC阀等。

发动机停机状态：单向阀（11）关闭油路PR→TS；滑阀（14）被推到左端，使油路P2→PR接通；阀芯（7）被推到左端，使油路P2→A2关闭

当输出压力PR超过设定压力时，针阀（11）打开，压力油经节流孔a→针阀开口→排油口TS，使滑阀（14）两端形成压力差而向右移动，油路P2→PR的开口减小，节流增大，故使自减压阀输出压力PR被恒定控制在某一压力，当泵压P2较高时，单向阀（7）被进一步打开，使油路P2→A2开口量增加

当系统出现异常高压时，较高的PR压力打开单向阀（16），连通油路PR→TS，故使PR压力降低，避免PPC阀、电磁阀等部件受异常高压破坏

行走连通阀

其作用是连通左右行走油路（LS回路），使液压油平均分配到两个行走马达，保证机器的直线行走性能；机器转向时，通过先导压力将行走连通阀关闭；直线行走时，行走连通电磁阀消磁，先导压力PST为零，行走连通阀在弹簧力作用下打开，连通左右行走油路；行走转向时，行走连通电磁阀励磁，先导压力PST克服弹簧力将行走连通阀关闭，左右行走油路各自独立

动臂下降防止阀由滑阀（5）和先导阀（2）组成

操作杆中立时，滑阀（5）在弹簧（4）和b腔油压作用下移到右端，关闭油路B1→A1，防止动臂油缸底部的油经主阀内部泄漏

动臂提升操作时，从主阀出来的压力油进入A1口，作用在滑阀（5）的环面A上，阀芯5左移，打开油路A1 →B1

动臂下降操作时，PPC先导压力推动滑阀2，使b室压力油经泄油口c排出，由于a孔的节流作用，b室仍为低压，故滑阀5打开，接通油路B1→A1

如果动臂油缸底部的油路产生异常高压时，油口B处的高压油将会打开单向阀6，经主阀内部油道打开安全阀3，成为排泄油压流回油箱；防止了异常高压的破坏

背压阀

背压阀在主阀下端，设定在泄油回路回油箱之前；其作用是在泄油回路中建立适当的油压，防止机器工作时液压装置（油缸、马达等）产生负压或气穴现象而引起的破坏

机器工作时，先导控制油压PR作用于c室推动阀芯1右移，阀芯1处于平衡位置时泄油回路背压的大小PA=（Φd×PR + 弹簧2的力）/Φd1

（四）PLS压力的产生

主控阀阀芯移动时，主泵压力通过输入孔a进入c口，产生PLS油压通过LS梭阀被送进LS回路；输入孔a直径较小，起着节流的作用；PLS压力从主控滑阀节流取出，PLS大小反映了滑阀的位置状态，因此也反映了操纵杆行程的大小；PLS油压的流向：①流向压力补偿阀  ②流向主泵LS阀  ③流向卸荷阀   ④流向LS旁通阀  ⑤流向合流分流阀

（五）LS阀的结构与功能

LS阀感知负载及操作手柄行程大小，对主泵排量进行控制；LS阀感知LS-EPC电磁阀输出压力，控制主泵排量，实现微操作性能

（六）LS阀的工作原理

△PLS=PP-PLS，LS阀根据△PLS大小改变主泵斜盘倾角从而控制主泵排量；△PLS减小，LS阀芯右移→D口与E口接通→通过PC阀连通泄油口→伺服活塞大端油压减小→使斜盘倾角增大→排量增大；△PLS增大，LS阀芯左移→D口与C口接通→伺服活塞大端油压增大→使斜盘倾角减小→排量减小；△PLS=PP-PLS，LS阀根据△PLS大小改变主泵斜盘倾角从而控制主泵排量；△PLS减小，LS阀芯右移→D口与E口接通→通过PC阀连通泄油口→伺服活塞大端油压减小→使斜盘倾角增大→排量增大；△PLS增大，LS阀芯左移→D口与C口接通→伺服活塞大端油压增大→使斜盘倾角减小→排量减小；当A0×PP=A1×PEN时，伺服活塞处于平衡位置，斜盘倾角保持不变，LS阀芯停止在中位（即D口到E 口和D口到C 口的节流开度几乎相等）；伺服活塞平衡时，△PLS=22~7kg/cm2，  与LS-EPC输出压力PSIG=0~30kg/cm2成比例变化；

LS阀压差△PLS的测量及LS阀的调整

松开锁紧螺母8，通过旋转调整螺钉9来调整LS阀的压差；调整螺钉每旋转1圈，LS压差的调整量为13.3kg/cm2； 向右旋转时压差上升，向左旋转时压差下降；边测量压差，边进行调整；调整后将螺母锁紧（5.75±0.75kgm）

（八）PC阀的结构与功能

在主泵输出压力达到一定值时，通过PC阀对主泵排量进行控制，使其在某一流量以内，保证主泵的吸收功率不超过发动机的输出功率；在负载增加发动机转速下降时，通过改变PC-EPC电磁阀的电流值，控制主泵排量

（九）PC阀的工作原理

PC阀阀芯的移动取决于主泵压力PP1（自泵压）+PP2（另泵压）+ PC-EPC电磁阀输出压力的合力与弹簧压缩压力的比较；PC-EPC电磁阀输出压力大小取决于作业模式选择、作业内容、发动机转速的设定值与实际值；弹簧压力大小取决于斜盘位置即伺服活塞平衡的位置；当主泵压力较低时，阀芯处于靠右端位置，使C口与D口接通，从LS阀来的压力油经C 口→D口→油箱；当执行元件负荷较大，主泵压力大于一定值（18MP）并使发动机转速降低时，阀芯往左端移动，使C口与B口接通，高压油经B口→C口→LS阀→伺服活塞大端→使斜盘倾角减小→排量减小；伺服活塞左移时，弹簧（4）、（6）被压缩，使阀芯（3）被推回；PC-EPC电磁阀输出压力与电流值大小成正比；当负载增大，发动机转速下降时，输入电磁阀的电流增大，PC-EPC输出压力增大，使PC阀阀芯往左端移动，使C口与B口接通，高压油经B口→C口→LS阀→伺服活塞大端→ PEN压力增大→使斜盘倾角减小→排量减小；反之，则PEN下降，排量增大；当泵控制器异常时，备用开关打在O N ，恒定的电流输入电磁阀，使PC-EPC输出压力成为定值

（十）压力PEN的测量及PC阀的调整 

PC阀调整的判定条件：在负载增大时，如果发动机转速明显下降或工作装置速度明显降低，并经测量油泵输出压力和LS压差正常时，应对PC阀进行调整

调整时，松开锁紧螺母8，旋转调整螺钉9

向右旋转调整螺钉，使油泵的吸收扭矩增大；向左旋转调整螺钉，使油泵的吸收扭矩减小

调整螺钉的可调整范围：左转小于1圈；右转小于半圈

调整后测量并确认PEN压力为正常；锁紧螺母拧紧力矩2.8 ~ 3.5kgm

（十一）压力补偿阀的结构原理及功能

在单独作业时，压力补偿阀起单向阀的作用，防止负载高压逆流

在复合作业时，如果负载压力低于其它工作装置压力，则其它工作装置较高的PLS压力经过LS梭阀进入压力补偿阀，推动柱塞左移使主阀出口处压力被节流，并达到出口B处压力与其它工作装置的最大压力相同，保证滑阀进出口压差与正在操作的其它滑阀的压差相等，从而使泵的流量根据主滑阀开口面积成比例分配

压力补偿阀的面积比

流量分配按照压力补偿阀A1部分和A2部分面积比而变化

面积比=1，则滑阀出口压力=最大负荷压力，流量按滑阀开口面积成比例分配

面积比＞1，则滑阀出口压力＞最大负荷压力，流量按小于滑阀开口面积的比例分配

面积比＜1，则滑阀出口压力＜最大负荷压力，流量按大于滑阀开口面积的比例分配

（十二）卸荷阀的结构原理及功能

操作手柄行程在中立位置时PLS=0，主泵油压克服弹簧设定压力值（40±10kg/cm2）使阀芯左移，经卸油口a流回油箱，此时主泵排量最小；操作手柄移动时，产生的PLS油压经b口进入阀芯左端，使阀芯右移关闭卸油口

（十三）主溢流阀的结构原理及功能

当主泵压力达到弹簧设定压力（355kg/cm2）时，针阀打开，使主阀芯两端形成压力差，主阀芯右移，油溢流回油箱

先导压力作用于活塞上，便上升为二级溢流压力（380kg/cm2）

二级溢流压力执行条件：①车辆行走时②回转锁紧开关 ON 时  ③微操作模式（L）时  ④左操作手柄触式开关功能执行时  ⑤动臂下降时

（十四）旁通阀的结构原理及功能

LS回路中的PLS油压从a孔和b孔溢出，将PLS油压的升压速度变缓，防止了油压的急剧变化；在经主滑阀节流孔d→LS梭阀→LS旁通阀→油箱的LS回路中，节流孔d与LS梭阀之间产生有效的压力下降（压力差）；以上两点提高了执行元件或操作阀的动态稳定性

（十五）动臂再生回路

在动臂下降时，若缸头压力小于缸底压力，则单向阀打开，增加流向缸头的回油流量，提高下降速度及节能；若缸头压力大于缸底压力，则再生回路单向阀关闭

（十六）斗杆再生回路

在斗杆挖掘作业时，若缸头压力大于缸底压力，则再生回路单向阀打开，增加流向缸底的回油流量，提高油缸速度；若缸头压力小于缸底压力，则再生回路单向阀关闭

（十七）合流分流阀

先导压力PS为合流分流电磁阀输出压力；PS关闭时，主滑阀在弹簧力作用下左移，油口E和F相通，主泵合流；同时，LS滑阀左移，使油口A和D相通、B和C相通，即斗杆组LS回路与铲斗组LS回路相通；PS接通时，先导控制压力克服弹簧力使主滑阀右移，油口E和F被隔断，主泵分流；同理，LS滑阀右移，只有油口B和D相通，即斗杆组LS回路与铲斗组LS回路断开，并分别送到各自的控制阀组；分流时，后泵压力P1去铲斗、左行走、动臂阀组，前泵压力P2去回转、右行走、斗杆阀组

（十八）LS选择阀

先导压力BP关闭时，回转LS压力打开单向阀进入油口A，经LS梭阀流入LS回路；先导压力BP接通时，在BP压力作用下克服弹簧力将柱塞右移，推动单向阀右移，关闭回转LS压力出口，防止回转和其它工作装置同时动作时较高的回转LS压力进入其它LS管路，避免影响其它工作装置的作业速度

（十九）LS-EPC、PC-EPC电磁阀

LS-EPC、PC-EPC电磁阀引入自压减压阀输出的控制油压；LS-EPC、PC-EPC为比例电磁阀，输入的电流越大，则产生的磁场越强，电磁力作用于推针克服弹簧力推动滑阀左移，使油口A开度增大，节流减小，输入LS阀或PC阀的油压增大；反之，电流越小，则电磁阀的输出油压越小

责任编辑：Winnie