液壓多路換向閥雙閥芯控制技術(shù)

流量控制閥 ：利用調(diào)節(jié)閥芯和閥體間的節(jié)流口面積和它所產(chǎn)生的局部阻力對流量進行調(diào)節(jié)，從而控制執(zhí)行元件的運動速度。流量控制閥按用途分為 5種： 

(1)節(jié)流閥：在調(diào)定節(jié)流口面積后，能使載荷壓力變化不大和運動均勻性要求不高的執(zhí)行元件的運動速度基本上保持穩(wěn)定。 

(2)調(diào)速閥：在載荷壓力變化時能保持節(jié)流閥的進出口壓差為定值。這樣，在節(jié)流口面積調(diào)定以后，不論載荷壓力如何變化，調(diào)速閥都能保持通過節(jié)流閥的流量不變，從而使執(zhí)行元件的運動速度穩(wěn)定。 

(3)分流閥：不論載荷大小，能使同一油源的兩個執(zhí)行元件得到相等流量的為等量分流閥或同步閥；得到按比例分配流量的為比例分流閥。 

(4)集流閥：作用與分流閥相反，使流入集流閥的流量按比例分配。 

(5)分流集流閥：兼具分流閥和集流閥兩種功能。 

 

方向控制閥：按用途分為單向閥和換向閥： 

(1)單向閥：只允許流體在管道中單向接通，反向即切斷。 

(2)換向閥：改變不同管路間的通﹑斷關(guān)係﹑根據(jù)閥芯在閥體中的工作位置數(shù)分兩位﹑三位等；根據(jù)所控制的通道數(shù)分兩通﹑三通﹑四通﹑五通等；根據(jù)閥芯驅(qū)動方式分手動﹑機動﹑電動﹑液動等。圖2（無）為三位四通換向閥的工作原理。P 為供油口，O 為回油口，A ﹑B 是通向執(zhí)行元件的輸出口。當(dāng)閥芯處於中位時，全部油口切斷，執(zhí)行元件不動；當(dāng)閥芯移到右位時，P 與A 通，B 與O 通；當(dāng)閥芯移到左位時，P 與B 通，A 與O 通。這樣，執(zhí)行元件就能作正﹑反向運動。 

60年代后期，在上述幾種液壓控制閥的基礎(chǔ)上又研製出電液比例控制閥。它的輸出量(壓力﹑流量)能隨輸入的電信號連續(xù)變化。電液比例控制閥按作用不同，相應(yīng)地分為電液比例壓力控制閥﹑電液比例流量控制閥和電液比例方向控制閥等。 

 

液壓控制閥的分類及其原理1、直動式閥： 

將一與所期望的閥芯位移成正比的電信號輸入閥內(nèi)放大電路，此信號將轉(zhuǎn)換成一個脈寬調(diào)制電流作用在線性馬達上，力馬達產(chǎn)生推力推動閥芯產(chǎn)生一定的位移。同時激勵器激勵閥芯位移傳感器產(chǎn)生一個與閥芯實際位移成正比的電信號，解調(diào)后的閥芯位移信號與輸入指令信號進行比較，比較后得到的偏差信號將改變輸入至力馬達的電流大?。恢钡介y芯位移達到所需值。閥芯位移的偏差信號為零。最后得到的閥芯位移與輸入的電信號成正比。其特點是低泄漏，無先導(dǎo)級流量；動態(tài)響應(yīng)較高，低滯緩和高分辨率使系統(tǒng)具有優(yōu)異的重復(fù)精度；良好的控制性能，直動式伺服閥具有很高的閥芯位置回路增益，因此，閥的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)性能非常好。 

 

 

 

液壓多路換向閥雙閥芯控制技術(shù) 

傳統(tǒng)換向閥的進出油口控制通過一根閥芯來進行，兩油口聽開口對應(yīng)關(guān)系早在閥芯設(shè)計加工時已確定，在使用過程中不可能修改，從而使得通過兩油口的流量或壓力不能進行獨立控制，互不影響。 

　　　1、傳統(tǒng)單閥芯換向閥的缺陷 

　　傳統(tǒng)的單閥芯換向閥所組成的液壓系統(tǒng)難以合理解決好以下功能和控制之間存在的矛盾： 

　?。?）液壓系統(tǒng)設(shè)計時為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少負(fù)載變化對速度的影響，要么犧牲部分我們想實現(xiàn)的功能，要么增加額外的液壓元件，如調(diào)速閥、壓力控制閥等，通過增加阻尼，提高系統(tǒng)速度剛度來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是這樣元件的增加又會降低效率，浪費能源；還會使得整個系統(tǒng)的可靠性降低、增加成本。 

　?。?）由于換向結(jié)構(gòu)的特殊性，使得用戶在實現(xiàn)某一功能時必須購買相應(yīng)的液壓元件，再加上工程機械廠家會根據(jù)不同最終用戶要求設(shè)計出相應(yīng)的功能，這樣會造成生產(chǎn)廠家采購?fù)?、多?guī)格的液壓控制元件來滿足不同功能要求的需要，不利于產(chǎn)品通用化及產(chǎn)品管理，同時會大大提高產(chǎn)品成本。 

　　（3）由于執(zhí)行機構(gòu)進出液壓油通過一根閥芯進行控制，單獨控制執(zhí)行機構(gòu)兩側(cè)壓力是不可能的。因此，出油側(cè)背壓作用于執(zhí)行機構(gòu)運動的反方向，隨著出油側(cè)背壓升高，為保質(zhì)執(zhí)行機構(gòu)的運動，必須提高進油側(cè)壓力。這樣會使得液壓系統(tǒng)消耗的功能增加，效率低，發(fā)熱增加。 

　　采用雙閥芯技術(shù)的液壓系統(tǒng)，由于執(zhí)行機構(gòu)進出油側(cè)閥口閥芯位置及控制方式各自獨立，互不影響，這樣通過對兩閥芯控制方式的不同組合，利用軟件編程能很好解決傳統(tǒng)單閥系統(tǒng)不能解決的問題，同時還可以輕易實現(xiàn)傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)中難以實現(xiàn)的功能。 

　　2、雙閥芯換向閥的兩種基本控制策略由于雙閥芯換向兩油口控制的靈活性，兩油口可分別采取流量控制、壓力控制或流量壓力控制。正面介紹兩種簡單的控制策略。 

?。?）負(fù)載方向在整個工作過程中保持不變 

　　我們知道，對于汽車起重機、挖掘機、裝載機等而言，其液壓缸在整個工作過程中負(fù)載方向始終維持不變。下面以起重機變幅液壓缸為例來探討雙閥芯的控制策略。 

　　起重機變幅缸在工作過程中其受力，負(fù)載方向始終保持不變，因此我們可以采取液壓缸有桿控用壓力控制、無桿腔用流量控制的控制策略。 

　　無桿腔流量控制是通過檢測連接到無桿腔側(cè)閥前后兩側(cè)的壓差，再根據(jù)所需流入或流出流量的多少，計算出閥芯開口大?。挥袟U腔側(cè)采用壓力控制，使該側(cè)維持一個低值的壓力，使得更加節(jié)能、高效。 

　　由于我們在無桿腔采用了流量控制，因此原控制系統(tǒng)中所用的平衡閥可用一個液控單向閥來代替。這樣可消除因平衡閥所帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 

?。?）負(fù)載方向在工作過程中發(fā)生改變 

　　在這種情況下，采取“進油側(cè)壓力控制，出油側(cè)流量控制”，在液壓缸有桿腔側(cè)用壓力控制，無桿腔側(cè)有流量控制。 

　　如負(fù)載方向不變，由于出油側(cè)采取了流量控制，我們可將雙向平衡閥用液控單向閥來替換，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。進油側(cè)用壓力控制器來維持一個較低的參考壓力，一方面提高系統(tǒng)效率，另一方面使系統(tǒng)不發(fā)生氣穴。 

　　為了使負(fù)載方向變化的工作機構(gòu)能得到很好控制，另外一個PI控制器將被運用到有桿腔的壓力控制器中，當(dāng)負(fù)載方向改變后，無桿腔的壓力將減?。蝗绻詫⒂袟U腔維持一個很低的壓力，當(dāng)負(fù)載很大時，液壓缸將向反方向運動。此時我們可用所增加的PI控制器監(jiān)視無桿腔壓力的變化，當(dāng)PI控制器檢測到無桿腔壓力低于所設(shè)定的參考值時，將提高有桿腔壓力控制器所設(shè)定的壓力，從而保證系統(tǒng)的正常工作。