電液比例閥工程機械應用解析

電液比例閥工程機械應用解析

1 .工程機械電液比例閥種類和形式
電液比例閥包括比例流量閥、比例壓力閥、比例換向閥。工程機械液壓操作特點，以結構形式劃分電液比例閥主要有兩類：一類是螺旋插裝式比例閥（screwin cartridge proportional valve），另一類是滑閥式比例閥（spool proportional valve)螺旋插裝式比例閥是螺紋將電磁比例插裝件固定油路集成塊上元件，螺旋插裝閥具有應用靈活、節(jié)省管路和成本低廉等特點，近年來工程機械上應用越來越廣泛。常用螺旋插裝式比例閥有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例閥主比例節(jié)流閥，它常它元件一起構成復合閥，對流量、壓力進行控制；三通式比例閥主比例減壓閥，也是移動式機械液壓系統(tǒng)中應用較多比例閥，它主對液動操作多路閥先導油路進行操作。利用三通式比例減壓閥可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動減壓式先導閥，它比手動先導閥具有更多靈活性和更高控制精度。可以制成如圖1所示比例伺服控制手動多路閥，不同輸入信號，減壓閥使輸出活塞具有不同壓力或流量進而實現(xiàn)對多路閥閥芯位移進行比例控制。四通或多通螺旋插裝式比例閥可以對工作裝置實現(xiàn)單獨控制。

2. 電液比例多路閥負載傳感與壓力補償技術
節(jié)約能量、降低油溫和提高控制精度，同時也使同步動作幾個執(zhí)行元件運動時互不干擾，現(xiàn)較先進工程機械都采用了負載傳感與壓力補償技術。負載傳感與壓力補償是一個很相似概念，都是利用負載變化引起壓力變化去調(diào)節(jié)泵或閥壓力與流量以適應系統(tǒng)工作需求。負載傳感對定量泵系統(tǒng)來講是將負載壓力負載感應油路引至遠程調(diào)壓溢流閥上，當負載較小時，溢流閥調(diào)定壓力也較小；負載較大，調(diào)定壓力也較大，但也始終存一定溢流損失。變量泵系統(tǒng)是將負載傳感油路引入到泵變量機構，使泵輸出壓力隨負載壓力升高而升高（始終為較小固定壓差），使泵輸出流量與系統(tǒng)實際需要流量相等，無溢流損失，實現(xiàn)了節(jié)能。壓力補償是提高閥控制性能而采取一種保證措施。將閥口后負載壓力引入壓力補償閥，壓力補償閥對閥口前壓力進行調(diào)整使閥口前后壓差為常值，這樣節(jié)流口流量調(diào)節(jié)特性流經(jīng)閥口流量大小就只與該閥口開度有關，而不受負載壓力影響。

3.工程機械電液比例閥先導控制與遙控
電液比例閥和其它器件技術進步使工程車輛擋位、轉(zhuǎn)向、制動和工作裝置等各種系統(tǒng)電氣控制成為現(xiàn)實。一般需要位移輸出機構可采用類似于圖1 比例伺服控制手動多路閥驅(qū)動器完成。電氣操作具有響應快、布線靈活、可實現(xiàn)集成控制和與計算機接口容易等優(yōu)點，現(xiàn)代工程機械液壓閥已越來越多采用電控先導控制電液比例閥（或電液開關閥）代替手動直接操作或液壓先導控制多路閥。采用電液比例閥（或電液開關閥）另一個顯著優(yōu)點是工程車輛上可以大大減少操作手柄個數(shù)，這使駕駛室布置簡潔，能夠有效降低操作復雜性，對提高作業(yè)質(zhì)量和效率都具有重要實際意義。圖2是TECNORD公司 JMF型控制搖桿（joystick），利用一個搖桿就可以對如圖2中多片電液比例閥和開關閥進行有效控制。該搖桿X軸和Y軸方向都可以實現(xiàn)比例控制或開關控制，應用十分方便。
數(shù)字式無線通訊技術迅速發(fā)展，出現(xiàn)了性能穩(wěn)定、工作可靠、適用于工程機械無線遙控系統(tǒng)，布置移動機械上遙控接收裝置可以將接收到無線電信號轉(zhuǎn)換為控制電液比例閥比例信號和控制電液開關閥開關信號，以及控制其它裝置相應信號，使原來手動操作各個元件都能接受遙控電信號指令并進行相應動作，此時工程機械實際上已成為遙控型工程機械。無線遙控發(fā)射與接收系統(tǒng)已成功應用于多種工程機械遙控改造。從安全角度考慮，它發(fā)射每條數(shù)字數(shù)據(jù)指令都具有一組特別系統(tǒng)址碼，這種址碼廠家只使用一次。每個接收機只對有相同址碼發(fā)射信號有反應，其它無線信號是同頻率信號會對接收裝置產(chǎn)生影響。加上其它安全措施采用使系統(tǒng)可靠性到了充分保障。裝載機、鑿巖機、混凝土泵車、高空作業(yè)車和橋梁檢修車等多種移動式機械遙控改造中獲成功。工業(yè)遙控裝置與電液比例閥相益彰，電液比例閥為工程機械遙控化提供了可行接口，遙控裝置又使電液比例閥以發(fā)揮更大作用。

4. 電液比例閥工程機械上應用實例
某型汽車起重機液壓系統(tǒng)簡圖，圖中僅畫出了與電液比例閥有關部分。該機采用了3片TECNORD TDV－4/3 LM－LS/PC型比例多路閥，負載傳感油路中3個梭閥將3個工作負載中zui大壓力選出來送至遠程調(diào)壓溢流閥遠控口，調(diào)整溢流閥溢流壓力，使液壓泵輸出壓力恰好符合系統(tǒng)負載需要即可，達到一定節(jié)能目。壓力補償油路使每一片閥流量僅與該閥開度有關，而所承受負載無關，它閥片所承受負載也沒有關系，達到任一負載下均可隨意控制負載速度目。
某推土機推土鏟手動與電液比例先導控制實例。當二位三通電磁閥不通電時，先導壓力與手動減壓式先導閥相通，梭閥選擇來自手動先導閥壓力對液動換向閥進行控制；當二位三通電磁閥通電時，先導控制壓力油通向三通比例減壓式先導閥，梭閥對液動換向閥進行控制。

 

電液比例閥工程機械應用解析

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