液压比例阀的换向阀和先导阀串联液压比例阀的换向阀的作用是什么?
随着微处理器控制器和传感器元件成本的降低以及控制技术的不断提高,双阀芯控制技术已经在工程机械领域得到应用。英国Utronics公司利用自己的技术和专利优势开发了双阀芯多路换向阀,已广泛应用于JCB、Deere、DAWOO、CASE等公司的挖掘机、卡车、装载机和挖掘装载机。以满足我国工程机械产品对液压系统功能要求。随着稳定性和自动化控制的不断提高,优拓的产品及时进入中国市场,厦门工业(5t)装载机和展阳(8t)挖掘机的样机调试已初步完成,进入试验阶段。
1.传统单阀芯换向阀的缺陷
传统的由单阀芯换向阀组成的液压系统难以合理地解决以下功能和控制之间的矛盾:
(1)在液压系统的设计中,为了提高系统的稳定性,减少负载变化对速度的影响,我们要么牺牲一些想要实现的功能,要么增加额外的液压元件,如调速阀、压力控制阀等,通过增加系统的阻尼和速度刚度来提高系统的稳定性。但是,这种部件的增加会降低效率和浪费能量;还会降低整个系统的可行性,增加成本。
(2)由于换向结构的特殊性,用户在实现某一功能时必须购买相应的液压元件,而工程机械制造商会根据不同的终端用户需求设计相应的功能,这就造成了制造商为满足不同功能需求而采购相似的、多规格的液压控制元件,不利于产品通用化和产品管理,会大大增加产品成本。
(3)由于进出执行机构的液压油是由一个阀芯控制的,所以无法独立控制执行机构两侧的压力。因此,出油口侧的背压作用在致动器运动的相反方向上。随着出油侧的背压增加,必须增加进油侧的压力,以确保执行机构的运动。这会增加液压系统消耗的功能,降低效率,增加热量。
在采用双阀芯技术的液压系统中,由于执行机构进出油侧阀口的位置和控制方式是独立的,互不影响,通过两个阀芯控制方式的不同组合,利用软件编程可以很好地解决传统单阀系统无法解决的问题,同时也可以轻松实现传统液压系统难以实现的功能。
2.双阀芯换向阀的两种基本控制策略。
由于双芯换向两个端口控制的灵活性,两个端口可以分别采用流量控制、压力控制或流量压力控制。积极引入两种简单的控制策略。
(1)载荷方向在整个工作过程中保持不变。
我们知道,对于汽车起重机、挖掘机、装载机等。,其液压缸的负载方向在整个工作过程中保持不变。以起重机变幅液压缸为例,探讨双阀芯控制策略。
起重机变幅油缸在工作过程中,其应力和载荷方向始终保持不变,因此可以采用液压缸有杆控制和无杆腔流量控制的控制策略。
无杆腔的流量控制是检测连接在无杆腔侧的阀门前后两侧的压力差,然后根据所需的流入或流出流量计算阀芯的开度大小;有杆腔侧采用压力控制,使该侧保持低压,更节能高效。
由于我们在无杆腔中采用了流量控制,所以原控制系统中使用的平衡阀可以用液控单向阀代替。这样可以消除平衡阀引起的系统不稳定,从而提高系统稳定性。
(2)工作过程中载荷方向发生变化。
在这种情况下,采用“进油侧压力控制,出油侧流量控制”,液压缸有杆腔侧压力控制,无杆腔侧流量控制。
如果负载方向不变,由于出油侧采用流量控制,我们可以用液控单向阀代替双向平衡阀,从而提高系统的稳定性。在进油侧,采用压力控制器来维持较低的参考压力,一方面提高了系统的效率,另一方面使系统不发生气蚀。
为了使负载方向变化的工作机构得到很好的控制,将另一个PI控制器应用于杆腔压力控制器。当载荷方向改变时,无杆腔压力会降低。如果仍有杆腔维持低压,当负载较重时,液压缸将向相反方向移动。此时,我们可以使用添加的PI控制器来监控无杆腔压力的变化。当PI控制器检测到无杆腔压力低于设定的参考值时,就会增加无杆腔压力控制器设定的压力,从而保证系统的正常工作。
3.超微液压控制系统
Ultronics公司是一家集设计、研发、制造于一体的电液技术公司。其液压控制系统采用CAN总线通信和双阀芯控制技术。通过两个阀芯的联合控制,可以实现对执行器的多种控制,从而提高系统的稳定性,降低能耗。同时可以使系统更简单,降低成本,加快产品开发,这些都是传统电子系统无法做到的。
Ultronics控制系统的硬件一般由操纵杆、ECU、调节阀、双阀芯液压阀组和外部传感器或开关组成,它们之间通过CAN总线进行通信。液压阀组是电控系统和液压系统的交汇点,系统的另一个重要组成部分是软件。
手柄为光电非接触形式,最多可配4个比例输出或2个比例输出,最多5个开关。有比例和自锁开关可供选择。其防护等级达到了IP67。手柄的延迟特性、输出曲线和死区可以通过专用软件JoyVal修改。
ECU供电电压为12V和24V,有25和50个接口,提供模拟和数字输入输出接口。同时,ECU还提供CAN接口,使系统可以接收传感器或控制信号或与其他系统连接。系统控制所需的所有应用程序都存储在ECU中,ECU可以转换其他设备和信号(如传感器检测信号、发动机控制系统信息等。)从手柄或连接到ECU处理后转换成各阀芯动作的指令。
Ultronics控制系统的关键在于其独特的双阀芯控制技术。每个阀有两个阀芯,相当于把一个三位四通阀改成两个三位三通阀的组合。根据控制逻辑,两个阀芯可以独立控制或成对控制,两个工作油口都有压力传感器,每个阀芯都有位置传感器。通过传感信号的闭环控制,可以分别控制两种液压油的压力或流量,控制精度高。
每个阀门都有两个完整的混合信号ASIC(模拟专用集成电路)和一个RISC(精简指令处理器)。这些控制器为传感器提供激励和补偿,为控制传输设备、阀芯控制软件和CAN总线通信提供动力。阀芯动作的控制策略和具体参数可以由用户根据受控致动器的要求来设置或修改。控制阀接收指令后,其嵌入式处理器运行阀芯动作控制软件实现设定功能,多个阀门之间的功能协调由ECU完成,从而实现复杂的系统功能。这种分层控制方式使得系统的应用非常灵活,很容易构建复杂的控制系统。
Ultronics控制系统的功能多样性通过应用软件实现,控制软件有针对性的编写。Ultronics控制系统可以实现多种功能。履带式挖掘机、轮式挖掘机、装载机等先进机型在作业舒适性、作业效率、作业成本消耗、故障诊断、环保等方面所做的努力。,比如发动机状态和液压系统的自适应控制,特定的操作功能等。,可以通过使用Ultronics系统来实现。
总之,通过CAN总线通信、独特的双阀芯结构、压力和位移传感器的应用、压力或流量闭环控制技术、Ultronics的电液控制系统,工程机械的控制系统将在功能多样性、实现灵活性、低性价比、控制理念、维护模式等诸多方面引起革命性的变化。
方向控制阀的分类
在实际应用中,根据不同的需要,方向控制阀可以分为几类:
(1)根据气体在管道中的流动方向,如果只允许气体向一个方向流动,这类阀门称为单向控制阀,如单向阀、梭阀等。能改变气体流动方向的控制阀称为方向阀,如常用的2way2port、2way3port、2way5port、3way5port等。
(2)按控制方式可分为电磁阀、机械阀、气动阀和手动阀。其中电磁阀可分为单、双电控阀;机械阀门可分为球阀、滚柱阀等。气动阀也可分为单气动阀和双气动阀;手动阀可分为手动阀和底阀。
(3)按工作原理可分为直动阀和先导阀。直动式阀门是通过人力、电磁力、气动力直接实现换向要求的阀门;先导阀由先导头和阀体组成,带先导头的活塞驱动阀体内的阀杆实现换向。
(4)根据换向阀杆的工作位置,阀门可分为二通阀和三通阀。
(5)根据阀门上气孔的数量,可分为2孔、3孔和5孔阀门。
普通止回阀(止回阀或逆止阀)
功能:只允许油向前流动,不允许反向流动。
分类:直通式、直角式
结构:阀体、阀芯锥体、钢球式、弹簧等。
工作原理:当液体从进油口流入时,A →B B。
当液体从出油口流入时,A→ B。
开启压力:0.04-0.1兆帕。
制作背压阀:PK = 0.2-0.6 MPa 3。
液压控制单向阀
功能:正向循环,反向受控循环
结构:普通单向阀+液压控制装置
k被压力油堵住,A → B
工作原理
k通过压力油,A → B
结构特征:B→ A,PB = P,非常高。
∴弹簧腔的背压很高,只有pk很高时才能推开阀芯,影响可靠性。
因此,可以采取以下措施
1)利用先导阀提前泄压。
2)利用外部出口的回油降低背压。
用途:液控单向阀具有良好的抗密封性能。
∴通常用于压力保持、锁定和平衡回路。
梭阀、双压阀和快速排气阀。
1)梭阀
2)双压力阀
3)快速排气阀2号换向阀
功能:改变阀芯在阀体内的相对工作位置,使阀体的油口接通或断开,从而
控制执行机构的换向或启停。
换向阀的分类
按结构形式分为滑阀式换向阀、座阀式换向阀和转阀式换向阀。
滑阀换向阀
(1)换向阀的结构和工作原理
阀体:带多级底切槽的圆柱形孔。
结构
阀芯:有多个圆形凹槽的圆柱体。
分类:
二
按工作位置分
四
双向访问根据路径的数量进行划分
四通(不包括控制油和漏油口)
吴彤
磁性交换阀
液压换向阀
根据控制方式,分为
马达换向阀
手动换向阀
图形符号含义:
1位数字——用正方形表示,几个数字就是几个正方形。
2 Pass-↑ No Pass-┴,┬箭头和截距符号与一个正方形有多少个交点?
一分就是几关。
3油口有固定的方位和含义,P-进油口(左下)和T-回油口(右下)。
A.B——与执行机构相连的工作油口(左和右)。
4根弹簧-W,M,画在正方形的两边。
两位阀,一个由弹簧控制。
5正常位置<在原理图中,油路要接在正常位置的三位阀上,中间一格。
滑阀的中心功能
滑阀功能:换向阀在正常位置时,对于三位阀,即中间位置,阀内各油口的连通方式是不同的。
油口的连接方式,所以叫中值函数。
空档功能:三位换向阀处于空档位置时,阀内各油口的连通方式。
(3)换向阀的主要性能
1)工作可靠。
2)压力损失小
3)内部泄漏小
4)换向时间和复位时间
5)使用寿命长
(4)经营方式
手动换向阀
特点:手动操作杆用于控制阀芯的运动来控制流向。
分类:钢球定位式、弹簧复位式。
多路换向阀
特点:是一种集中组合式手动换向阀。
串联式
分类:按组合方式,有<并列型。
顺序单动式
电动换向阀(行驶阀)
特点:通过挡块或凸轮移动阀芯来控制流向。
分类:通常是两位阀,有两位、两通、三通、四通阀。
示例:两位双向电动换向阀
组成:阀体、阀芯、弹簧、滚轮等。
正常:P→ A
工作原理
滚压:P→ A
磁性交换阀
特点:利用电磁铁的推力推动阀芯运动来控制流向。
二斯通通
分类:两地、三通、三地等。
四通吴彤
例子:三位四通电磁换向阀;
组成:阀体、阀芯、弹簧、电磁铁等。
工作原理:图示位置没有P、A、B、T。
右电磁铁通电,P → A,B → T。
左侧电磁铁通电,P → B,A→ T。
两位三通电磁换向阀;
工作原理:如图,P → A B ┴
电磁铁通电,p→b┴
符号:
通信(d)
电磁铁的分类:根据电源DC (E)。
塑料干式
根据里面是否有油
潮湿的长寿命
液压换向阀
特点:用压力油改变滑阀的位置来控制流向。
分类:两位数,三位数等。
构成:
工作原理:如图,P,A,B,all → T。
X1接压力油,p → A,B → T X2接压力油,p → B,A → T
电动液压换向阀
特点:电磁阀用于控制液压阀改变液体流动方向。
电磁阀(先导阀)
由< >组成。
液压阀(主阀)
工作原理:
电力:p ┴ A,B → T
图标
液体:P,A,B,T都不通。
电:p → A →液压阀左腔,液压阀右腔→ B → T。
1YA通电
液体:p → A,B → T。
电:p → B →液压阀右腔,液压阀左腔→ A → T。
2YA打开电源
液体:p → B,A → T特点:(1)阻尼调节器(又称换向时间调节器)其实就是一个叠加的单向节流阀,可以叠加在上面。
先导阀和主阀之间。
(2)主阀芯行程调节机构
(3)预加载阀-通常安装在具有内部控制的电液换向阀中,用于供油。3球阀换向阀
特点:球阀换向阀是座阀式换向阀的一种,通过改变钢球在阀体内的相对位置来改变流动方向。