本期摘要
1-2-3-4，1-2-3-4，像首歌。在我們的負載敏感控制泵中，這段有節奏的旋律也在不斷迴盪。誕生於上個世紀的負載敏感控制已經被廣泛應用於不同的領域中，也一遍又一遍的證明了它相比於定量節流調速控制系統的突出優勢。負載敏感控制泵的突出特點是可以根據負載的需求來調整供給，實現了不多也不少的精準輸出控制目標，而這一切僅僅需要和著1-2-3-4節拍的負載敏感控制閥來自動實現。本期i小編就來勾勒這1-2-3-4旋律音符。
典型負載敏感控制泵 [1]
1-2-3-4
負載敏感，即LS(Load Sensing)，這個概念想必沒有哪一個液壓人沒接觸過了，但凡液壓教材中對這一概念都有或多或少的介紹。不過在i討論圈的#每日一問#話題討論中，有童鞋提出了更為深入的問題，即：負載敏感閥在實際工作的時候，為達到按需求輸出的控制目標，控制閥芯是如何動作的。這個問題也是i小編非常感興趣的話題，如何來理解呢？
泵上負載敏感閥結構 [1]
在理解這個問題之前，我們首先需要明確如下兩個方面：
· 按需求輸出什麼意思
所謂按需求輸出，即系統需要多大流量，泵就輸出多大的流量，不多也不少；同時泵出口的壓力會跟隨負載的變化而變化，並且只比負載高出負載敏感閥設定的壓力(一般約20bar左右，根據不同應用會有不同設置)。
這兩個優勢都是對比定量節流調速系統而來。因為對於定量節流調速系統，泵出口壓力由溢流閥調定，一直處於高壓；同時泵的輸出都是全排量，多餘的油液全部溢流走，造成很大浪費。
· 兩個基本概念
理解負載敏感控制前，首先需要理解兩個概念：一個是薄壁小孔的流量-壓差定量關係式；另外一個是"壓力可以瞬時變化，而流量不能"，也就是說壓力的變化要先於流量的變化。其實負載敏感就是採用壓力的變化，然後再去控制斜盤擺角，從而帶來流量的變化。
薄壁小孔壓差-流量關係式
理解了上述的基本概念後，i小編就結合下面的圖來分析這裡面的1-2-3-4。分析的初始狀態是，泵此時處於負載敏感控制下，主迴路節流閥開度A0，泵輸出流量Q0，節流閥兩端壓差△P。那麼我們就來看看，當保持負載壓力不變的情況下，節流閥開度增大到A1時，泵如何來輸出和A1對應的流量Q1的。
負載敏感泵液壓回路原理圖 [1]
· 第1步
當開度增大到A1的瞬間，根據上述" 壓力可以瞬時變化，而流量不能"的原則可知，此時泵還是輸出Q0的流量。再根據壓差-流量公式可以，此時△P將減小(因為Q不變，而A增大，所以為了保持等式成立，那麼△P=P1-P2必定減小)。
· 第2步
由於初始狀態時，負載敏感閥芯在彈簧力及△P的作用下保持平衡。而此時由於△P的減小，閥芯的平衡遭到破壞，彈簧力大於兩端的壓差△P，閥芯將朝左移動，負載敏感閥閥芯閥口開度減小甚至關閉。
閥口開度及伺服腔壓力的變化 [1]
· 第3步
當閥口開度變小後，伺服腔壓力也隨之減小，那麼此時泵斜盤在回覆彈簧及回覆活塞的作用下，朝大擺角方向擺動，即斜盤的排量增大，泵開始輸出更大的流量。
· 第4步
這一步中，我們要看看泵的排量如何就正好增大到主迴路控制閥在開度A1時對應的流量Q1 的。在泵排量逐漸增大的同時，主迴路節流閥兩端的壓差△P也在逐漸增大，那麼在第2步中被關小甚至關閉的負載敏感閥芯閥口又會朝著開度增大的方向運動，從而使得伺服活塞腔的控制壓力逐漸回升。當泵的排量增大到可以使△P重新和負載敏感閥彈簧重新平衡的時候時，排量將穩定下來。達到A1開度對應的Q1 流量，且二者滿足流量-壓差公式。
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在這裡，讀者可能會有一個疑問：為什麼泵輸出流量就是剛好對應的理論流量Q1呢？i小編用反證法來分析這個問題。
假設泵的流量繼續上升，超過Q1後，那麼△P勢必增大，從而負載敏感閥閥芯開度也勢必增大，那麼伺服活塞腔的壓力將升高，泵的排量又會下降。
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從上面的分析也可以看出，泵出口壓力始終比負載壓力高出△P，當負載壓力低時，泵出口壓力相應下降；同理負載壓力高的情況。可見泵始終在適應負載壓力的變化而變化。
負載敏感控制正是通過這1-2-3-4的節拍來實時適應負載的變化，根據負載的需求精確調節自身。最後，給讀者留個問題思考：根據上述分析的過程，那麼在A1下的負載敏感閥閥口開度和在A0下會有什麼不同呢？
參考文獻：
[1] Rexroth. 液壓泵的變量控制. 2002.10.
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