液壓多路換向閥雙閥芯控制技術的使用
介紹了液壓多路換向閥雙閥芯控制技術.
傳統換向閥的進出油口控制經過一根閥芯來實行，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，從而使得經過兩油口的流量或壓力不能實行單獨控制，互不影響。
--微處置整理控制器、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。英國Utronics公司運用自己的技術及優勢研制出雙閥芯多路換向閥，已廣泛應用來JCB、Deere、DAWOO、CASE等公司的挖掘機、*車、裝載機及挖掘裝載機等設備上。為適應中國工程機械設備對液壓系統功能要求。平穩性以及自動化控制程度的不斷提升，Utronics公司設備隨時進入中國市場，現已初步完成廈工（5t）裝載機、詹陽（8t）挖掘機樣機調動測量試驗并進入試驗階段。
1、傳統單閥芯換向閥的缺陷
傳統的單閥芯換向閥所包括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升系統平穩性，減少負載改變對速度的影響，要么犧牲部分我們想完成的功能，要么多加額外的液壓元件，如調動速度閥、壓力控制閥等，經過多加阻尼，提升系統速度剛度來提升系統的平穩性。但是這樣元件的多加又會降低效率，浪費能源；還會使得整個系統的可*性降低、多加成本。
（2）由于換向構造的特殊性，使得用戶在完成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按照不一樣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適用不一樣功能要求的需要，不利于設備通用化及設備管理，同時會大大提升設備成本。
（3）由于執行機構進出液壓油經過一根閥芯實行控制，單獨控制執行機構兩側壓力是不可能的。--出油側背壓作用來執行機構動作的反方向，--出油側背壓升高，為保質執行機構的動作，必須提升進油側壓力。這樣會使得液壓系統消耗的功能多加，效率低，發熱多加。
應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法各自單獨，互不影響，這樣經過對兩閥芯控制方法的不一樣集合，運用系統編程能很好解決傳統單閥系統不能解決的問題，同時還可以輕易完成傳統液壓系統中難以完成的功能。
2、雙閥芯換向閥的兩種基礎控制策略
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。正面簡介兩種簡便的控制策略。
（1）負載方向在整個作業過程中保持不變
我們知道，對于汽車起重機、挖掘機、裝載機等而言，其液壓缸在整個作業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。
起重機變幅缸在作業過程中其受力，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。
無桿腔流量控制是經過檢驗測量試驗連接到無桿腔側閥前后兩側的壓差，再按照所需流入或流出流量的多少，計算出閥芯開口大小；有桿腔側應用壓力控制，使該側維持一個低值的壓力，使得更加節能、高效。
由于我們在無桿腔應用了流量控制，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平穩，從而提升系統平穩性。
（2）負載方向在作業過程中發生改變
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，從而提升系統的平穩性。進油側用壓力控制器來維持一個較低的參考壓力，一方面提升系統效率，另一方面使系統不發生氣穴。
為了使負載方向改變的作業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，液壓實訓臺上的液壓缸將向反方向動作。此時我們可用所多加的PI控制器監視無桿腔壓力的改變，當PI控制器檢驗測量試驗到無桿腔壓力低于所設定的參考值時，將提升有桿腔壓力控制器所設定的壓力，從而保證系統的正常作業。
3、Ultronics液壓實訓臺
Ultronics公司是一家集設計、研究和制造的電子液壓技術公司。其液壓控制系統應用了CAN總線通信，雙閥芯控制技術，經過兩個閥芯的集合控制，可完成對執行機構多種控制，以提升系統的平穩性，降低能源損耗，同時還可使得系統更加簡便，降低成本，加快設備研發速度，這些全部是傳統的電子系統所不能做到的。
Ultronics控制系統的硬件一般由操縱手柄、電控單元ECU、調動閥、雙閥芯液壓閥組和外接傳感器或開關等包括，其間經過CAN總線通信，液壓閥組為電控系統與液壓系統的交匯點，系統的另一個重要包括部分就是系統。
手柄為光電非接觸形式，多可帶4個比例輸出或2個比例輸出和多5個開關。開關有比例式和自鎖式供選用。其防護等級達到了IP67。手柄的延時特性、輸出彎彎曲線和死區等可經過專用系統JoyVal實行修改。
電控單元ECU其供電壓（V）（V）有12V和24V兩種，25路和50路兩種連連接口，提供模仿與數字寫入、輸出連連接口，同時該電控單元還提供了CAN信連連接口，使得系統可以接收傳感器或控制信號或與其它系統實行連接。ECU中存儲了系統控制所需的全部應用程序，該應用程序可將來自于手柄或連接于ECU上的其它器件和信號（如傳感器檢驗測量試驗信號、發動機控制系統信息等），經處置整理后變換成各個閥芯動作的指令。
Ultronics控制系統的關鍵在于其獨特的雙閥芯控制技術，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集合，兩個閥芯既可單獨控制，也可按照控制邏輯實行成對控制，并而而且兩個作業油口全部有壓力傳感器，每一個閥芯全部有位置傳感器，經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實行控制，設定有很高的控制精確度，經過不一樣的集合可以得到許許多多的控制方案，以適用系統的需要。
每片閥全部有兩個完整的設定好的混合信號ASIC（模仿型專用含有概括電子線路）和一個RISC（精簡指令處置整理器）。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、提供閥芯控制系統以及CAN總線通信。閥芯動作控制策略以及具體的功能數值可由用戶按照被控執行元件的要求實行設定或修改。控制閥接收到指令后，其內嵌式處置整理器就運行閥芯動作控制系統完成設定的機能，多個閥間的功能協調是由ECU完成的，從而完成復雜的系統功能。這種分級控制方法使系統的應用設定有非常好的靈活性，同時易于組建復雜的控制系統。
Ultronics控制系統功能的多樣性是經過應用系統完成的，經過有針對性的編制控制系統。Ultronics控制系統可完成的功能是極其廣泛的。履帶挖掘機、輪式挖掘機、裝載機等先進機型在實操舒適性、作業效率、作業成本消耗、故障診斷、環境保護等方面所做的努力，比如發動機狀態與液壓系統的適應控制、特定作業功能等，應用Ultronics系統全部可完成。
--經過液壓實訓臺上CAN總線通訊、獨特的雙閥芯構造和壓力、位移傳感器的應用以及壓力或流量的閉環控制技術、Ultronics公司的電子液壓控制系統使工程機械控制系統在功能的多樣性、完成的靈活性、較低的性價比以及控制理念、維修模式等諸多方面全部將引發一次革命性的改變。
--微處置整理控制器、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。英國Utronics公司運用自己的技術及優勢研制出雙閥芯多路換向閥，已廣泛應用來JCB、Deere、DAWOO、CASE等公司的挖掘機、*車、裝載機及挖掘裝載機等設備上。為適應中國工程機械設備對液壓系統功能要求。平穩性以及自動化控制程度的不斷提升，Utronics公司設備隨時進入中國市場，現已初步完成廈工（5t）裝載機、詹陽（8t）挖掘機樣機調動測量試驗并進入試驗階段。
1、傳統單閥芯換向閥的缺陷
傳統的單閥芯換向閥所包括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升系統平穩性，減少負載改變對速度的影響，要么犧牲部分我們想完成的功能，要么多加額外的液壓元件，如調動速度閥、壓力控制閥等，經過多加阻尼，提升系統速度剛度來提升系統的平穩性。但是這樣元件的多加又會降低效率，浪費能源；還會使得整個系統的可*性降低、多加成本。
（2）由于換向構造的特殊性，使得用戶在完成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按照不一樣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適用不一樣功能要求的需要，不利于設備通用化及設備管理，同時會大大提升設備成本。
（3）由于執行機構進出液壓油經過一根閥芯實行控制，單獨控制執行機構兩側壓力是不可能的。--出油側背壓作用來執行機構動作的反方向，--出油側背壓升高，為保質執行機構的動作，必須提升進油側壓力。這樣會使得液壓系統消耗的功能多加，效率低，發熱多加。
應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法各自單獨，互不影響，這樣經過對兩閥芯控制方法的不一樣集合，運用系統編程能很好解決傳統單閥系統不能解決的問題，同時還可以輕易完成傳統液壓系統中難以完成的功能。
2、雙閥芯換向閥的兩種基礎控制策略
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。正面簡介兩種簡便的控制策略。
（1）負載方向在整個作業過程中保持不變
我們知道，對于汽車起重機、挖掘機、裝載機等而言，其液壓缸在整個作業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。
起重機變幅缸在作業過程中其受力，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。
無桿腔流量控制是經過檢驗測量試驗連接到無桿腔側閥前后兩側的壓差，再按照所需流入或流出流量的多少，計算出閥芯開口大小；有桿腔側應用壓力控制，使該側維持一個低值的壓力，使得更加節能、高效。
由于我們在無桿腔應用了流量控制，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平穩，從而提升系統平穩性。
（2）負載方向在作業過程中發生改變
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，從而提升系統的平穩性。進油側用壓力控制器來維持一個較低的參考壓力，一方面提升系統效率，另一方面使系統不發生氣穴。
為了使負載方向改變的作業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，液壓實訓臺上的液壓缸將向反方向動作。此時我們可用所多加的PI控制器監視無桿腔壓力的改變，當PI控制器檢驗測量試驗到無桿腔壓力低于所設定的參考值時，將提升有桿腔壓力控制器所設定的壓力，從而保證系統的正常作業。
3、Ultronics液壓實訓臺
Ultronics公司是一家集設計、研究和制造的電子液壓技術公司。其液壓控制系統應用了CAN總線通信，雙閥芯控制技術，經過兩個閥芯的集合控制，可完成對執行機構多種控制，以提升系統的平穩性，降低能源損耗，同時還可使得系統更加簡便，降低成本，加快設備研發速度，這些全部是傳統的電子系統所不能做到的。
Ultronics控制系統的硬件一般由操縱手柄、電控單元ECU、調動閥、雙閥芯液壓閥組和外接傳感器或開關等包括，其間經過CAN總線通信，液壓閥組為電控系統與液壓系統的交匯點，系統的另一個重要包括部分就是系統。
手柄為光電非接觸形式，多可帶4個比例輸出或2個比例輸出和多5個開關。開關有比例式和自鎖式供選用。其防護等級達到了IP67。手柄的延時特性、輸出彎彎曲線和死區等可經過專用系統JoyVal實行修改。
電控單元ECU其供電壓（V）（V）有12V和24V兩種，25路和50路兩種連連接口，提供模仿與數字寫入、輸出連連接口，同時該電控單元還提供了CAN信連連接口，使得系統可以接收傳感器或控制信號或與其它系統實行連接。ECU中存儲了系統控制所需的全部應用程序，該應用程序可將來自于手柄或連接于ECU上的其它器件和信號（如傳感器檢驗測量試驗信號、發動機控制系統信息等），經處置整理后變換成各個閥芯動作的指令。
Ultronics控制系統的關鍵在于其獨特的雙閥芯控制技術，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集合，兩個閥芯既可單獨控制，也可按照控制邏輯實行成對控制，并而而且兩個作業油口全部有壓力傳感器，每一個閥芯全部有位置傳感器，經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實行控制，設定有很高的控制精確度，經過不一樣的集合可以得到許許多多的控制方案，以適用系統的需要。
每片閥全部有兩個完整的設定好的混合信號ASIC（模仿型專用含有概括電子線路）和一個RISC（精簡指令處置整理器）。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、提供閥芯控制系統以及CAN總線通信。閥芯動作控制策略以及具體的功能數值可由用戶按照被控執行元件的要求實行設定或修改。控制閥接收到指令后，其內嵌式處置整理器就運行閥芯動作控制系統完成設定的機能，多個閥間的功能協調是由ECU完成的，從而完成復雜的系統功能。這種分級控制方法使系統的應用設定有非常好的靈活性，同時易于組建復雜的控制系統。
Ultronics控制系統功能的多樣性是經過應用系統完成的，經過有針對性的編制控制系統。Ultronics控制系統可完成的功能是極其廣泛的。履帶挖掘機、輪式挖掘機、裝載機等先進機型在實操舒適性、作業效率、作業成本消耗、故障診斷、環境保護等方面所做的努力，比如發動機狀態與液壓系統的適應控制、特定作業功能等，應用Ultronics系統全部可完成。
--經過液壓實訓臺上CAN總線通訊、獨特的雙閥芯構造和壓力、位移傳感器的應用以及壓力或流量的閉環控制技術、Ultronics公司的電子液壓控制系統使工程機械控制系統在功能的多樣性、完成的靈活性、較低的性價比以及控制理念、維修模式等諸多方面全部將引發一次革命性的改變。
