工程機(jī)械電液比例閥的應(yīng)用技術(shù)及特點(diǎn)

 

電液比例閥是閥內(nèi)比例電磁鐵根據(jù)輸入的電壓信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作，使工作閥閥芯產(chǎn)生位移，閥口尺寸發(fā)生改變并以此完成與輸入電壓成比例的壓力、流量輸出的元件。閥芯位移也可以以機(jī)械、液壓或電的形式進(jìn)行反饋。由于電液比例閥具有形式種類(lèi)多樣、容易組成使用電氣及計(jì)算機(jī)控制的各種電液系統(tǒng)、控制精度高、安裝使用靈活以及抗污染能力強(qiáng)等多方面優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用領(lǐng)域日益拓寬。近年研發(fā)生產(chǎn)的插裝式比例閥和比例多路閥充分考慮到工程機(jī)械的使用特點(diǎn)，具有先導(dǎo)控制、負(fù)載傳感和壓力補(bǔ)償?shù)裙δ?。它的出現(xiàn)對(duì)移動(dòng)式液壓機(jī)械整體技術(shù)水平的提升具有重要意義。特別是在電控先導(dǎo)操作、無(wú)線遙控和有線遙控操作等方面展現(xiàn)了其良好的應(yīng)用前景。
　　工程機(jī)械電液比例閥的種類(lèi)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。根據(jù)工程機(jī)械液壓操作的特點(diǎn)，以結(jié)構(gòu)形式劃分電液比例閥主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是螺旋插裝式比例閥(screwin cartridge proportional valve)，另一類(lèi)是滑閥式比例閥(spool proportiona lvalve)。
　　螺旋插裝式比例閥是通過(guò)螺紋將電磁比例插裝件固定在油路集成塊上的元件，螺旋插裝閥具有應(yīng)用靈活、節(jié)省管路和成本低廉等特點(diǎn)，近年來(lái)在工程機(jī)械上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。常用的螺旋插裝式比例閥有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例閥主要是比例節(jié)流閥，它常與其它元件一起構(gòu)成復(fù)合閥，對(duì)流量、壓力進(jìn)行控制;三通式比例閥主要是比例減壓閥，也是移動(dòng)式機(jī)械液壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多的比例閥，它主要是對(duì)液動(dòng)操作多路閥的先導(dǎo)油路進(jìn)行操作。利用三通式比例減壓閥可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手動(dòng)減壓式先導(dǎo)閥，它比手動(dòng)的先導(dǎo)閥具有更多的靈活性和更高的控制精度?？梢灾瞥扇鐖D1所示的比例伺服控制手動(dòng)多路閥，根據(jù)不同的輸入信號(hào),，減壓閥使輸出活塞具有不同的壓力或流量進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)多路閥閥芯的位移進(jìn)行比例控制。四通或多通的螺旋插裝式比例閥可以對(duì)工作裝置實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的控制。
　　滑閥式比例閥又稱(chēng)分配閥，是移動(dòng)式機(jī)械液壓系統(tǒng)最基本的元件之一，是能實(shí)現(xiàn)方向與流量調(diào)節(jié)的復(fù)合閥。電液滑閥式比例多路閥是比較理想的電液轉(zhuǎn)換控制元件，它不僅保留了手動(dòng)多路閥的基本功能，還增加了位置電反饋的比例伺服操作和負(fù)載傳感等先進(jìn)的控制手段。所以它是工程機(jī)械分配閥的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
　　出于制造成本的考慮和工程機(jī)械控制精度要求不高的特點(diǎn)，一般比例多路閥內(nèi)不配置位移感應(yīng)傳感器，也不具有電子檢測(cè)和糾錯(cuò)功能。所以，閥芯位移量容易受負(fù)載變化引起的壓力波動(dòng)的影響，操作過(guò)程中要靠視覺(jué)觀察來(lái)保證作業(yè)的完成。在電控、遙控操作時(shí)更應(yīng)注意外界干涉的影響。近來(lái)，由于電子技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越多地采用內(nèi)裝的差動(dòng)變壓器(LDVT)等位移傳感器構(gòu)成閥芯位置移動(dòng)的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)閥芯位移閉環(huán)控制。這種由電磁比例閥、位置反饋傳感器、驅(qū)動(dòng)放大器和其它電子電路組成的高度集成的比例閥，具有一定的校正功能，可以有效地克服一般比例閥的缺點(diǎn)，使控制精度得到較大提高。
　　電液比例多路閥的負(fù)載傳感與壓力補(bǔ)償技術(shù)
　　為了節(jié)約能量、降低油溫和提高控制精度，同時(shí)也使同步動(dòng)作的幾個(gè)執(zhí)行元件在運(yùn)動(dòng)時(shí)互不干擾，現(xiàn)在較先進(jìn)的工程機(jī)械都采用了負(fù)載傳感與壓力補(bǔ)償技術(shù)。負(fù)載傳感與壓力補(bǔ)償是一個(gè)很相似的概念，都是利用負(fù)載變化引起的壓力變化去調(diào)節(jié)泵或閥的壓力與流量以適應(yīng)系統(tǒng)的工作需求。負(fù)載傳感對(duì)定量泵系統(tǒng)來(lái)講是將負(fù)載壓力通過(guò)負(fù)載感應(yīng)油路引至遠(yuǎn)程調(diào)壓的溢流閥上，當(dāng)負(fù)載較小時(shí)，溢流閥調(diào)定壓力也較小;負(fù)載較大，調(diào)定壓力也較大，但也始終存在一定的溢流損失。對(duì)于變量泵系統(tǒng)是將負(fù)載傳感油路引入到泵的變量機(jī)構(gòu)，使泵的輸出壓力隨負(fù)載壓力的升高而升高(始終為較小的固定壓差)，使泵的輸出流量與系統(tǒng)的實(shí)際需要流量相等，無(wú)溢流損失，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。
　　壓力補(bǔ)償是為了提高閥的控制性能而采取的一種保證措施。將閥口后的負(fù)載壓力引入壓力補(bǔ)償閥，壓力補(bǔ)償閥對(duì)閥口前的壓力進(jìn)行調(diào)整使閥口前后的壓差為常值，這樣根據(jù)節(jié)流口的流量調(diào)節(jié)特性流經(jīng)閥口的流量大小就只與該閥口的開(kāi)度有關(guān)，而不受負(fù)載壓力的影響。