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東莞市廣聯(lián)自動(dòng)化科技有限公司
主營(yíng)產(chǎn)品： HYDAC壓力開關(guān),BURKERT電磁閥,WAUKEE流量計(jì),ATOS油泵,德國(guó)REXROTH電磁換向閥，BERNSTEIN傳感器 |
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2021-11-2 閱讀(545)
意大利ATOS換向閥的進(jìn)出油口控制通過一根閥芯來進(jìn)行，兩油口聽開口對(duì)應(yīng)關(guān)系早在閥芯設(shè)計(jì)加工時(shí)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(jìn)行獨(dú)立控制，互不影響。隨著微處理控制器、傳感器元件成本的下降，控制技術(shù)的不斷完善，使得雙閥芯控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域得以應(yīng)用。
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：
（1）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少負(fù)載變化對(duì)速度的影響，要么犧牲部分我們想實(shí)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(huì)降低效率，浪費(fèi)能源；還會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)的可*性降低、增加成本。
（2）由于換向結(jié)構(gòu)的特殊性，使得用戶在實(shí)現(xiàn)某一功能時(shí)必須購(gòu)買相應(yīng)的液壓元件，再加上工程機(jī)械廠家會(huì)根據(jù)不同最終用戶要求設(shè)計(jì)出相應(yīng)的功能，這樣會(huì)造成生產(chǎn)廠家采購(gòu)?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(shí)會(huì)大大提高產(chǎn)品成本。
（3）由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)出液壓油通過一根閥芯進(jìn)行控制，單獨(dú)控制執(zhí)行機(jī)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的反方向，隨著出油側(cè)背壓升高，為保質(zhì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，必須提高進(jìn)油側(cè)壓力。這樣會(huì)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(jī)構(gòu)進(jìn)出油側(cè)閥口閥芯位置及控制方式各自獨(dú)立，互不影響，這樣通過對(duì)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(shí)還可以輕易實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)中難以實(shí)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(jiǎn)單的控制策略。
（1）負(fù)載方向在整個(gè)工作過程中保持不變
我們知道，對(duì)于汽車起重機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)等而言，其液壓缸在整個(gè)工作過程中負(fù)載方向始終維持不變。下面以起重機(jī)變幅液壓缸為例來探討雙閥芯的控制策略。
起重機(jī)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(cè)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(jì)算出閥芯開口大??；有桿腔側(cè)采用壓力控制，使該側(cè)維持一個(gè)低值的壓力，使得更加節(jié)能、高效。
由于我們?cè)跓o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(gè)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。
（2）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(jìn)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(jìn)油側(cè)用壓力控制器來維持一個(gè)較低的參考?jí)毫?，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(jī)構(gòu)能得到很好控制，另外一個(gè)PI控制器將被運(yùn)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??；如果仍將有桿腔維持一個(gè)很低的壓力，當(dāng)負(fù)載很大時(shí)，液壓缸將向反方向運(yùn)動(dòng)。此時(shí)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(cè)到無桿腔壓力低于所設(shè)定的參考值時(shí)，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。
意大利ATOS換向閥控制系統(tǒng)的關(guān)鍵在于其*的雙閥芯控制技術(shù)，每片閥有兩個(gè)閥芯，相當(dāng)于將一個(gè)三位四通閥變成兩個(gè)三位三通閥的組合，兩個(gè)閥芯既可單獨(dú)控制，也可根據(jù)控制邏輯進(jìn)行成對(duì)控制，并且兩個(gè)工作油口都有壓力傳感器，每一個(gè)閥芯都有位置傳感器，通過對(duì)傳感信號(hào)的閉環(huán)控制可以分別對(duì)兩路液壓油的壓力或流量進(jìn)行控制，具有很高的控制精度，通過不同的組合可以得到許許多多的控制方案，以滿足系統(tǒng)的需要。
每片閥都有兩個(gè)完整的設(shè)置好的混合信號(hào)ASIC（模擬型專用集成電路）和一個(gè)RISC（精簡(jiǎn)指令處理器）。這些控制器給傳感器提供激勵(lì)和補(bǔ)償、給控制傳動(dòng)裝置提供動(dòng)力、提供閥芯控制軟件以及CAN總線通信。閥芯動(dòng)作控制策略以及具體的參數(shù)可由用戶根據(jù)被控執(zhí)行元件的要求進(jìn)行設(shè)置或修改?？刂崎y接收到指令后，其內(nèi)嵌式處理器就運(yùn)行閥芯動(dòng)作控制軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)定的機(jī)能，多個(gè)閥間的功能協(xié)調(diào)是由ECU完成的，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)功能。這種分級(jí)控制方式使系統(tǒng)的應(yīng)用具有非常好的靈活性，同時(shí)易于構(gòu)建復(fù)雜的控制系統(tǒng)。
在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)不同的需要將方向控制閥分成若干類別：
（1）按照氣體在管道的流動(dòng)方向，如果只允許氣體向一個(gè)方向流動(dòng)，這樣的閥叫做單向型控制閥，比如單向閥，梭閥等；可以改變氣體流向的控制閥叫做換向閥，比如常用的2way2port，2way3port，2way5port，3way5port等。
（2）按照控制方式可分為電磁閥，機(jī)械閥，氣控閥，人控閥。其中電磁閥又可以分為單和雙電控閥兩種；機(jī)械閥可分為球頭閥，滾輪閥等多種；氣控閥也可分為單氣控和雙氣控閥；人力閥 可以分為手動(dòng)閥，腳踏閥兩種。
（3）按工作原理可以分為直動(dòng)閥和先導(dǎo)閥，直動(dòng)閥就是靠人力或者電磁力，氣動(dòng)力直接實(shí)現(xiàn)換向要求的閥；先導(dǎo)閥是由先導(dǎo)頭和閥主體2部分構(gòu)成，有先導(dǎo)頭活塞驅(qū)動(dòng)閥主體里面的閥桿實(shí)現(xiàn)換向。
（4）根據(jù)換向閥桿的工作位置可以將閥分為2way，3way閥。
（5）根據(jù)閥上氣孔的多少來進(jìn)行劃分，可以分為2port，3port，5port閥。
普通單向閥（逆止閥或止回閥）
功用：只允許油液正向流動(dòng)，不許反流。
分類：直通式、直角式
結(jié)構(gòu)：閥體、閥心錐形、鋼球式 、彈簧等
工作原理：液流從進(jìn)油口流入時(shí)，A →B
液流從出油口流入時(shí)，A → B
開啟壓力：0、04——0、1MPa
做背壓閥：Pk=0.2——0.6 MPa 3
液控單向閥
功用：正向流通，反向受控流通
結(jié)構(gòu)：普通單向閥+液控裝置
K不通壓力油，A → B
工作原理<
K通壓力油，A → B
