• В чувствительных к нагрузке гидравлических системах (Load-sensing hydraulic systems) с насосом переменной производительности поток и давление устанавливаются автоматически в соответствии с запросом от потребителя. Это делает систему энергоэффективной.
• Эта функция реализуется за счет использования обратной связи от потребителей через сигнальные линии к клапану регулировки потока (1).
• Логические клапаны ("ИЛИ"), расположенные в сигнальных линиях, служат для передачи самого высокого давления нагрузки к клапану регулировки потока.
• Клапан регулировки потока закрывается сигнальным давлением, пружина клапана добавляет пороговое значение.
• Давление сигнала появляется, когда хотя бы один распределительный клапан находится в положении подачи потока к приводу.
• Поток создает перепад давления (дифференциальное давление) на местном сужении в канале. Величина этого давления зависит от скорости или объемного расхода.
• Дифференциальное давление или Δp - это разница между давлением на выходе насоса и максимальным давлением нагрузки.
• Насос увеличивает подачу до тех пор, пока перепад давления не достигнет величины соответствующей усилию пружины клапана управления потоком, вызывая смещение клапана чтобы ограничить поток.
• Насос всегда стремится обеспечить такую подачу, чтобы получить перепад давления, соответствующий усилию пружины.
• Поскольку перепад давления постоянный, поток к потребителю также остается постоянным независимо от нагрузки.
• При отсутствии сигнального давления насос обеспечивает давление ожидания.
• Уровень давления в режиме ожидания обычно составляет 15–35 бар и должен измеряться когда распределительные клапаны с закрытым центром находятся в нейтральном положении.
• Давление в режиме ожидания тоже определяется действием пружины клапана управления потоком, но на 5-7 бар выше, чем уровень дифференциального давления.
• Когда максимальный установленный уровень давления в системе превышен, клапан ограничения давления (2) или клапан отсечки уменьшит рабочий объем насоса.
• Предохранительный клапан (пк) гарантирует защиту в случаях выхода из строя клапана ограничения давления (2) или скачка давления в системе.
• Контроль мощности обеспечивает постоянную выходную мощность первичного привода при постоянстве скорости за счет уменьшения подачи, когда сигнальное давление превышает заданное значение.
• Компенсатор давления, установленный на входе каждого распределительного клапана, поддерживает постоянный поток в направлении потребителя. Компенсатор регулирует поток, изменяя размер проходного отверстия. Если нагрузка потребителя не самая высокая в системе, компенсатор уменьшит размер отверстия.

Давление ожидания

Анимировать. Когда распределительные клапаны находятся в нейтральном положении, в системе действует давление ожидания. Это давление в основном обусловлено силой действия пружины клапана регулировки потока (1). Рабочий объём насоса уменьшается до минимального значения от начального максимального значения. Минимальный поток в системе необходим для охлаждения, обеспечения давления ожидания, компенсации внутренних утечек и смазки. Наклонная шайба насоса в режиме ожидания не должна достигнуть нейтрального положения. Это может быть реализовано либо с помощью механического ограничителя, либо с помощью отверстия внутри поршня управления. Отверстие открывает канал для отвода масла из поршня управления, когда наклонная шайба приближается к нейтральному положению. Открытие канала приводит к падению давления. Уменьшение рабочего объёма насоса прекращается. Энергетические потери в этом режиме минимальные, поскольку и поток, и давление незначительны.

Мотор1 / 125 бар

Анимировать. При открытом распределительном клапане мотора 1 (рк1) и закрытом распределительном клапане мотора 2 (рк2) давление нагрузки от мотора 1 через сигнальную линию передаётся к общему клапану "ИЛИ" (3) и смещает его вправо. Затем давление нагрузки воздействует на клапан регулировки потока (1) со стороны пружины, усиливая тем самым её действие для смещения клапана влево. Теперь канал к поршню управления, будет перекрыт. Давление на выходе насоса возрастает в соответствии с нагрузкой и воздействует на отклоняющий поршень. Подача насоса возрастает до тех пор, пока величина перепада давления Δp не превысит действие силы пружины клапана регулировки потока (1). Когда, таким образом, усилие пружины будет преодолено, клапан регулировки потока (1) сместится вправо против действия пружины, открывая канал к поршню управления. Теперь давление может воздействовать на этот поршень. Подача уменьшается, клапан регулировки потока (1) смещается влево и закрывает канал к поршню управления. Таким образом, насос обеспечивает давление в соответствии с запросом (нагрузкой) мотора 1 плюс усилие пружины клапана регулировки потока. Насос обеспечивает подачу в соответствии с нагрузкой, установленным усилием пружины клапана регулировки потока (1) и величиной открытия проходного сечения распределительного клапана. В связи с внутренними утечками наклонная шайба насоса будет незначительно колебаться вблизи уровня требуемого потока, компенсируя их. Потери энергии в этом режиме определяются величиной перепада давления - Δp.

Мотор2 / 150 бар

Анимировать. Если давление нагрузки при активации второго мотора - когда открыт соответствующий распределительный клапан - будет больше давления нагрузки от первого мотора, тогда клапан "ИЛИ" (3) смещается влево и обеспечивает передачу сигнала нагрузки от второго мотора к клапану регулировки потока (1). Насос также увеличивает выходной поток в соответствии с этим запросом. Компенсатор давления (кд1), установленный на входе распределительного клапана первого мотора, автоматически прикрывает линию подачи к первому мотору для предотвращения изменения потока на моторе 1, поскольку давление насоса увеличилось соответственно запросу от более нагруженного потребителя - мотора 2. Энергетические потери в этом режиме будут определяться величиной перепада давления - Δp плюс разница между давлениями нагрузки второго и первого моторов.

Мотор 1 / доп. нагрузка 50 бар

Анимировать. Поскольку в гидравлической системе зачастую требуется либо высокое давление и относительно малый поток, либо низкое давление и достаточно большой поток, система может комплектоваться двигателем, который не обеспечивает мощности для достижения максимальных величин для потока и давления одновременно. В этом случае, для предотвращения перегрузки двигателя, применяется контроль за ограничением крутящего момента или контроль мощности. Контроль за ограничением крутящего момента может быть реализован по-разному. Здесь рассматривается ситуация, когда в сигнальной линии установлен предохранительный клапан (клапан ограничения крутящего момента - ком). Настройка отсечки этого клапана зависит от положения наклонной шайбы ввиду их механической связи.Увеличение нагрузки на мотор 1 увеличивает угол наклонной шайбы (выходной поток) благодаря автоматическому регулированию по нагрузке. В критической точке (в зависимости от настройки пружины и угла наклонной шайбы) клапан ограничения крутящего момента сбрасывает давление в сигнальной линии. Это вызывает смещение клапана регулировки потока (1) для уменьшения рабочего объема насоса. Угол наклонной шайбы уменьшается, ограничивая выходной поток. В то же время изменяется механическое воздействие на пружину клапана ограничения крутящего момента - пружина сжимается с большей силой. Давление в сигнальной линии становится выше и смещает клапан регулировки потока (1) в левое положение. Канал к поршню управления закрывается. Давление на выходе насоса воздействует на отклоняющий поршень и увеличивает угол наклонной шайбы (выходной поток). Процесс начинается снова. Работа насоса в этом режиме называется насыщением. Когда насос находится в режиме насыщения, и реализована логика предварительной компенсации (компенсаторы давления установлены перед распределительными клапанами), тогда потребитель с наибольшей нагрузкой может потерять скорость вплоть до полной остановки. Это происходит вследствии того, что насос не может увеличить подачу, чтобы восстановить разницу между выходным давлением насоса и давлением этого потребителя (настройка клапана регулировки потока (1) или Δp насоса). Фактически, Δp насоса может быть даже меньше, чем настройка компенсатора давления (Δp распределительного клапана) в перегруженной линии. В результате поток в этой линии слабый, и компенсатор полностью открыт. В то же время разница между давлением на выходе насоса и нагрузкой второго мотора больше, чем Δp насоса, поэтому поток в основном идет к потребителю с меньшей нагрузкой - мотору 2. Компенсатор давления 2 (кд2) продолжает поддерживать постоянный перепад давления на распределительном клапане 2 (Δp клапана2). Скорость мотора 2 не изменилась. Остановить анимацию.