实现液压回路同步控制的途径

      同步系统是实现多个执行器以相同位移、相同力或相等速度运动的回路。大型设备因
负载力很大或布局的关系，需设多个液压执行器同时驱动一个执行机构，例如液压机中
的上液压缸、压桩机中的机身升降液压缸、装载机中动臂缸和铲斗缸、铲运机机中斗门液压
缸和铲斗升降缸、推土机中铲刀升降缸和松土器升降缸、挖掘机中动臂缸、开斗缸和斗杆缸、
摊铺机中熨平板升降缸和料斗液压缸等。
      同步运动包括力同步、速度同步和位置同步三类。力同步指输出给各执行器的力相同；
速度同步指各执行器的运动速度相同；位置同步则需保证各执行器在运动中和停止时位
置处处相等。实际机构中的执行器多数为液压缸，本文主要以液压缸为执行器分析液压系
统中实现同步的常用方法。
2 液压同步系统的传动方案
      2．1 机械刚性同步系统
      使多个执行器的运动部件之间用机械零件刚性连接起来，实现位移的同步，如图 1a
所示。该回路简单，不需设置其他元件，但同步精度、运动的平稳性均较差，一般适用于
各执行器负载相差不大，对同步精度要求不高的场合。
      2．2 液压同步系统
      随着对液压传动系统高效率、低噪声、无震动、高精度、低故障等的要求，对同步的要求
也越来越高，因此需用液压的方法来保证同步的要求。按构成回路的控制元件的不同，液
压同步回路主要有流量控制和体积控制两大类，按控制方式的不同，液压同步控制系统
可分为开环控制系统和闭环控制系统。
      2．2．1 开关式(开环)同步控制系统
      1)流量控制阀实现同步回路
      1)节流阀的同步回路如图 1b 所示，选用相同型号的节流阀，可以达到基本同步，加
上桥式整流回路可实现双向同步。该系统简单，成本低，若同步精度要求高可采用带温度
补偿的调速阀或在系统中设稳流阀等。
      (2)

 

分流集流阀的同步回路 用分流集流阀可使两负载不同的液压缸同步，如图 1c 所示，

因压降 Δp 与流量 Q 成平方下降，当流量 Q 过小时分流精度将显著下降，故该系统流量
范围较窄，不适用于低压。
      2)体积控制实现同步回路
      体积控制实现的同步精度比流量控制阀实现的同步精度高。
      (1)

 

串联缸的同步回路 对单伸杆串联缸要求一个缸的有杆腔有效面积等于另一个缸的

无杆腔有效作用面积，对双伸杆如图 2a 所示可实现双向同步。
体积控制 l 司步回路
      (2)

 

同步缸的同步回路 如图 2b 所示的同步缸起着配流的作用，在其 2 个活塞上设有双

作用单向阀，可在行程端点消除两液压缸的同步误差。
      (3)并联马达的同步回路如图 2c．用 2 个同轴等排量的液压马达作配流环节，输出相同
流量保证缸的同步。由单向阀和溢流阀组成的补油回路可消除行程端点的同步误差。
      (4)

 

并联泵的同步回路 如图 2d，用 2 个同轴等排量泵直接向两缸供油，两换向阀应同

时动作。在消除端点误差时，换向阀可单独动作。
      3)力同步和位置同步
      上述主要是速度的同步，对力同步只要保证执行器的尺寸大小相同并由同一个溢流阀
设定压力很容易实现力的同步，位置同步则需在系统中设置特殊结构或行程控制机构等。
但也可像对速度同步一样实现对力、位置的控制。
      2．2．2 液压同步闭环控制系统