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東莞市廣聯自動化科技有限公司
主營產品： HYDAC壓力開關,BURKERT電磁閥,WAUKEE流量計,ATOS油泵,德國REXROTH電磁換向閥，BERNSTEIN傳感器 |
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2021-11-2 閱讀(518)
意大利ATOS換向閥的進出油口控制通過一根閥芯來進行，兩油口聽開口對應關系早在閥芯設計加工時已確定，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。隨著微處理控制器、傳感器元件成本的下降，控制技術的不斷完善，使得雙閥芯控制技術在工程機械領域得以應用。
1、傳統單閥芯換向閥的缺陷
傳統的單閥芯換向閥所組成的液壓系統難以合理解決好以下功能和控制之間存在的矛盾：
（1）液壓系統設計時為提高系統穩定性，減少負載變化對速度的影響，要么犧牲部分我們想實現的功能，要么增加額外的液壓元件，如調速閥、壓力控制閥等，通過增加阻尼，提高系統速度剛度來提高系統的穩定性。但是這樣元件的增加又會降低效率，浪費能源；還會使得整個系統的可*性降低、增加成本。
（2）由于換向結構的特殊性，使得用戶在實現某一功能時必須購買相應的液壓元件，再加上工程機械廠家會根據不同最終用戶要求設計出相應的功能，這樣會造成生產廠家采購同類、多規格的液壓控制元件來滿足不同功能要求的需要，不利于產品通用化及產品管理，同時會大大提高產品成本。
（3）由于執行機構進出液壓油通過一根閥芯進行控制，單獨控制執行機構兩側壓力是不可能的。因此，出油側背壓作用于執行機構運動的反方向，隨著出油側背壓升高，為保質執行機構的運動，必須提高進油側壓力。這樣會使得液壓系統消耗的功能增加，效率低，發熱增加。
采用雙閥芯技術的液壓系統，由于執行機構進出油側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單閥系統不能解決的問題，同時還可以輕易實現傳統液壓系統中難以實現的功能。
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。
（1）負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閥前后兩側的壓差，再根據所需流入或流出流量的多少，計算出閥芯開口大小；有桿腔側采用壓力控制，使該側維持一個低值的壓力，使得更加節能、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不穩定，從而提高系統穩定性。
（2）負載方向在工作過程中發生改變
在這種情況下，采取“進油側壓力控制，出油側流量控制"，在液壓缸有桿腔側用壓力控制，無桿腔側有流量控制。
如負載方向不變，由于出油側采取了流量控制，我們可將雙向平衡閥用液控單向閥來替換，從而提高系統的穩定性。進油側用壓力控制器來維持一個較低的參考壓力，一方面提高系統效率，另一方面使系統不發生氣穴。
為了使負載方向變化的工作機構能得到很好控制，另外一個PI控制器將被運用到有桿腔的壓力控制器中，當負載方向改變后，無桿腔的壓力將減小；如果仍將有桿腔維持一個很低的壓力，當負載很大時，液壓缸將向反方向運動。此時我們可用所增加的PI控制器監視無桿腔壓力的變化，當PI控制器檢測到無桿腔壓力低于所設定的參考值時，將提高有桿腔壓力控制器所設定的壓力，從而保證系統的正常工作。
意大利ATOS換向閥控制系統的關鍵在于其*的雙閥芯控制技術，每片閥有兩個閥芯，相當于將一個三位四通閥變成兩個三位三通閥的組合，兩個閥芯既可單獨控制，也可根據控制邏輯進行成對控制，并且兩個工作油口都有壓力傳感器，每一個閥芯都有位置傳感器，通過對傳感信號的閉環控制可以分別對兩路液壓油的壓力或流量進行控制，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，以滿足系統的需要。
每片閥都有兩個完整的設置好的混合信號ASIC（模擬型專用集成電路）和一個RISC（精簡指令處理器）。這些控制器給傳感器提供激勵和補償、給控制傳動裝置提供動力、提供閥芯控制軟件以及CAN總線通信。閥芯動作控制策略以及具體的參數可由用戶根據被控執行元件的要求進行設置或修改。控制閥接收到指令后，其內嵌式處理器就運行閥芯動作控制軟件實現設定的機能，多個閥間的功能協調是由ECU完成的，從而實現復雜的系統功能。這種分級控制方式使系統的應用具有非常好的靈活性，同時易于構建復雜的控制系統。
在實際應用中，可根據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方向，如果只允許氣體向一個方向流動，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 可以分為手動閥，腳踏閥兩種。
（3）按工作原理可以分為直動閥和先導閥，直動閥就是靠人力或者電磁力，氣動力直接實現換向要求的閥；先導閥是由先導頭和閥主體2部分構成，有先導頭活塞驅動閥主體里面的閥桿實現換向。
（4）根據換向閥桿的工作位置可以將閥分為2way，3way閥。
（5）根據閥上氣孔的多少來進行劃分，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，不許反流。
分類：直通式、直角式
結構：閥體、閥心錐形、鋼球式 、彈簧等
工作原理：液流從進油口流入時，A →B
液流從出油口流入時，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
結構：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
