工程机械电液比例阀的特点及其应用研究

PAGEPAGE4工程机械电液比例阀的特点及其应用研究摘要：电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。关键词：电液比例阀负载感应压力补偿先导控制遥控1引言电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。2工程机械电液比例阀的种类和形式电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。根据工程机械液压操作的特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（screwincartridgeproportionalvalve），另一类是滑阀式比例阀（spoolproportionalvalve）。螺旋插装式比例阀是通过螺纹将电磁比例插装件固定在油路集成块上的元件，螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点，近年来在工程机械上的应用越来越广泛。常用的螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀主要是比例节流阀，它常与其它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行控制；三通式比例阀主要是比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多的比例阀，它主要是对液动操作多路阀的先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统的手动减压式先导阀，它比手动的先导阀具有更多的灵活性和更高的控制精度。可以制成如图1所示的比例伺服控制手动多路阀，根据不同的输入信号，减压阀使输出活塞柄的个数，这不但使驾驶室布置简洁，而且能够有效降低操作复杂性，对提高作业质量和效率都具有重要的实际意义。图2是TECNORD公司JMF型控制摇杆（joystick），利用一个摇杆就可以对如图2中的多片电液比例阀和开关阀进行有效控制。该摇杆在X轴和Y轴方向都可以实现比例控制或开关控制，应用十分方便。随着数字式无线通讯技术的迅速发展，出现了性能稳定、工作可靠、适用于工程机械的无线遥控系统，布置在移动机械上的遥控接收装置可以将接收到的无线电信号转换为控制电液比例阀的比例信号和控制电液开关阀的开关信号，以及控制其它装置的相应信号，使得原来手动操作的各个元件都能接受遥控电信号的指令并进行相应动作，此时的工程机械实际上已成为遥控型的工程机械。无线遥控发射与接收系统已成功地应用于多种工程机械的遥控改造。从安全角度考虑，它发射的每条数字数据指令都具有一组特别的系统地址码，这种地址码厂家只使用一次。每个接收机只对有相同地址码的发射信号有反应，其它无线信号即使是同频率信号也不会对接收装置产生影响。加上其它安全措施的采用使系统的可靠性得到了充分的保障。在装载机、凿岩机、混凝土泵车、高空作业车和桥梁检修车等多种移动式机械的遥控改造中获得成功。工业遥控装置与电液比例阀相得益彰，电液比例阀为工程机械的遥控化提供了可行的接口，遥控装置又使电液比例阀得以发挥更大的作用。5电液比例阀在工程机械上应用实例图3所示为某型汽车起重机的液压系统简图，图中仅画出了与电液比例阀有关的部分。该机采用了3片TECNORDTDV－4/3LM－LS/PC型比例多路阀，负载传感油路中的3个梭阀将3个工作负载中的最大压力选出来送至远程调压溢流阀的远控口，调整溢流阀的溢流压力，使液压泵的输出压力恰好符合系统负载的需要即可，从而达到一定的节能目的。压力补偿油路使得通过每一片阀的流量仅与该阀的开度有关，而与其所承受的负载无关，与其它阀片所承受的负载也没有关系，从而达到在任一负载下均可随意控制负载速度的目的。图4是某推土机推土铲手动与电液比例先导控制实例。当二位三通电磁阀不通电时，先导压力与手动减压式先导阀相通，梭阀选择来自手动先导阀的压力对液动换向阀进行控制；当二位三通电磁阀通电时，先导控制压力油通向三通比例减压式先导阀，通过梭阀对液动换向阀进行控制。6小结以上简要介绍了电液比例阀的工作原理和结构形式、工作特点，对比例阀的负载感应和压力补偿原理进行了分析研究。对电液比例阀的不同应用，特别是在工程机械的先导控制和遥控方面的应用进行了论述。电液比例阀对简化工程机械操作、提高效率和作业精度以及实现智能化作业都有着极其重要的意义，其性能的进一步提高和应用范围的日益拓宽必将使工程机械产品的技术水平得到较大程度的提高。参考文献1吴根茂等．实用电液比例技术．杭州：浙江大学出版社19932RuthSwan．Haveyoucheckedoutcartridgevalves?．HYDRAULICSANDPNEUMATICS199183Hyd