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怎样在液压多路换向阀应用双阀芯控制

怎样在液压多路换向阀应用双阀芯控制

传统换向阀的进出油口控制通过一根阀芯来进行,两油口听开口对应关系早在阀芯设计加工时已确定,在使用过程中不可能修改,从而使得通过两油口的流量或压力不能进行独立控制,互不影响。 随着微处理控制器、传感器元件成本的下降,控制技术的不断完善,使得双阀芯控制技术在工程机械领域得以应用。英国技术及专利优势研制出双阀芯多路换向阀,已广泛应用于JCB、Deere、DAWOO、CASE等公司的挖掘机、*车、装载机及挖掘装载机等产品上。

(1)液压系统设计时为提高系统稳定性,减少负载变化对速度的影响,要么牺牲部分我们想实现的功能,要么增加额外的液压元件,如调速阀、压力控制阀等,通过增加阻尼,提高系统速度刚度来提高系统的稳定性。但是这样元件的增加又会降低效率,浪费能源;还会使得整个系统的可*性降低、增加成本。

(2)由于换向结构的特殊性,使得用户在实现某一功能时必须购买相应的液压元件,再加上工程机械厂家会根据不同最终用户要求设计出相应的功能,这样会造成生产厂家采购同类、多规格的液压控制元件来满足不同功能要求的需要,不利于产品通用化及产品管理,同时会大大提高产品成本.

(3)由于执行机构进出液压油通过一根阀芯进行控制,单独控制执行机构两侧压力是不可能的。因此,出油侧背压作用于执行机构运动的反方向,随着出油侧背压升高,为保质执行机构的运动,必须提高进油侧压力。这样会使得液压系统消耗的功能增加,效率低,发热增加。 采用双阀芯技术的液压系统,由于执行机构进出油侧阀口阀芯位置及控制方式各自独立,互不影响,这样通过对两阀芯控制方式的不同组合,利用软件编程能很好解决传统单阀系统不能解决的问题,同时还可以轻易实现传统液压系统中难以实现的功能。

2、双阀芯换向阀的两种基本控制策略 由于双阀芯换向两油口控制的灵活性,两油口可分别采取流量控制、压力控制或流量压力控制。正面介绍两种简单的控制策略。

(1)负载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、装载机等而言,其液压缸在整个工作过程中负载方向始终维持不变。下面以起重机变幅液压缸为例来探讨双阀芯的控制策略。 起重机变幅缸在工作过程中其受力,负载方向始终保持不变,因此我们可以采取液压缸有杆控用压力控制、无杆腔用流量控制的控制策略。 无杆腔流量控制是通过检测连接到无杆腔侧阀前后两侧的压差,再根据所需流入或流出流量的多少,计算出阀芯开口大小;有杆腔侧采用压力控制,使该侧维持一个低值的压力,使得更加节能、高效。 由于我们在无杆腔采用了流量控制,因此原控制系统中所用的平衡阀可用一个液控单向阀来代替。这样可消除因平衡阀所带来的系统不稳定,从而提高系统稳定性。

(2)负载方向在工作过程中发生改变 在这种情况下,采取“进油侧压力控制,出油侧流量控制”,在液压缸有杆腔侧用压力控制,无杆腔侧有流量控制。 如负载方向不变,由于出油侧采取了流量控制,我们可将双向平衡阀用液控单向阀来替换,从而提高系统的稳定性。进油侧用压力控制器来维持一个较低的参考压力,一方面提高系统效率,另一方面使系统不发生气穴。 为了使负载方向变化的工作机构能得到很好控制,另外一个PI控制器将被运用到有杆腔的压力控制器中,当负载方向改变后,无杆腔的压力将减小;如果仍将有杆腔维持一个很低的压力,当负载很大时,液压缸将向反方向运动。此时我们可用所增加的PI控制器监视无杆腔压力的变化,当PI控制器检测到无杆腔压力低于所设定的参考值时,将提高有杆腔压力控制器所设定的压力,从而保证系统的正常工作。

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