液压多路换向阀双阀芯控制技术的使用
介绍了液压多路换向阀双阀芯控制技术.
传统换向阀的进出油口控制经过一根阀芯来实行，两油口听开口对应关系早在阀芯设计加工时已确定，在使用过程中不可能修改，从而使得经过两油口的流量或压力不能实行单独控制，互不影响。
--微处置整理控制器、传感器元件成本的下降，控制技术的不断完善，使得双阀芯控制技术在工程机械领域得以应用。英国Utronics公司运用自己的技术及优势研制出双阀芯多路换向阀，已广泛应用来JCB、Deere、DAWOO、CASE等公司的挖掘机、*车、装载机及挖掘装载机等设备上。为适应中国工程机械设备对液压系统功能要求。平稳性以及自动化控制程度的不断提升，Utronics公司设备随时进入中国市场，现已初步完成厦工（5t）装载机、詹阳（8t）挖掘机样机调动测量试验并进入试验阶段。
1、传统单阀芯换向阀的缺陷
传统的单阀芯换向阀所包括的液压系统难以合理解决好以下功能和控制之间存在的矛盾：
（1）液压系统设计时为提升系统平稳性，减少负载改变对速度的影响，要么牺牲部分我们想完成的功能，要么多加额外的液压元件，如调动速度阀、压力控制阀等，经过多加阻尼，提升系统速度刚度来提升系统的平稳性。但是这样元件的多加又会降低效率，浪费能源；还会使得整个系统的可*性降低、多加成本。
（2）由于换向构造的特殊性，使得用户在完成某一功能时必须购买相应的液压元件，再加上工程机械厂家会按照不一样终用户要求设计出相应的功能，这样会造成生产厂家采购同类、多规格的液压控制元件来适用不一样功能要求的需要，不利于设备通用化及设备管理，同时会大大提升设备成本。
（3）由于执行机构进出液压油经过一根阀芯实行控制，单独控制执行机构两侧压力是不可能的。--出油侧背压作用来执行机构动作的反方向，--出油侧背压升高，为保质执行机构的动作，必须提升进油侧压力。这样会使得液压系统消耗的功能多加，效率低，发热多加。
应用双阀芯技术的液压系统，由于执行机构进出油侧阀口阀芯位置及控制方法各自单独，互不影响，这样经过对两阀芯控制方法的不一样集合，运用系统编程能很好解决传统单阀系统不能解决的问题，同时还可以轻易完成传统液压系统中难以完成的功能。
2、双阀芯换向阀的两种基础控制策略
由于双阀芯换向两油口控制的灵活性，两油口可分别采取流量控制、压力控制或流量压力控制。正面简介两种简便的控制策略。
（1）负载方向在整个作业过程中保持不变
我们知道，对于汽车起重机、挖掘机、装载机等而言，其液压缸在整个作业过程中负载方向始终维持不变。下面以起重机变幅液压缸为例来探讨双阀芯的控制策略。
起重机变幅缸在作业过程中其受力，负载方向始终保持不变，因此我们可以采取液压缸有杆控用压力控制、无杆腔用流量控制的控制策略。
无杆腔流量控制是经过检验测量试验连接到无杆腔侧阀前后两侧的压差，再按照所需流入或流出流量的多少，计算出阀芯开口大小；有杆腔侧应用压力控制，使该侧维持一个低值的压力，使得更加节能、高效。
由于我们在无杆腔应用了流量控制，因此原控制系统中所用的平衡阀可用一个液控单向阀来代替。这样可消除因平衡阀所带来的系统不平稳，从而提升系统平稳性。
（2）负载方向在作业过程中发生改变
在这种情况下，采取"进油侧压力控制，出油侧流量控制"，在液压缸有杆腔侧用压力控制，无杆腔侧有流量控制。
如负载方向不变，由于出油侧采取了流量控制，我们可将双向平衡阀用液控单向阀来替换，从而提升系统的平稳性。进油侧用压力控制器来维持一个较低的参考压力，一方面提升系统效率，另一方面使系统不发生气穴。
为了使负载方向改变的作业机构能得到很好控制，另外一个PI控制器将被运用到有杆腔的压力控制器中，当负载方向改变后，无杆腔的压力将减小；如果仍将有杆腔维持一个很低的压力，当负载很大时，液压实训台上的液压缸将向反方向动作。此时我们可用所多加的PI控制器监视无杆腔压力的改变，当PI控制器检验测量试验到无杆腔压力低于所设定的参考值时，将提升有杆腔压力控制器所设定的压力，从而保证系统的正常作业。
3、Ultronics液压实训台
Ultronics公司是一家集设计、研究和制造的电子液压技术公司。其液压控制系统应用了CAN总线通信，双阀芯控制技术，经过两个阀芯的集合控制，可完成对执行机构多种控制，以提升系统的平稳性，降低能源损耗，同时还可使得系统更加简便，降低成本，加快设备研发速度，这些全部是传统的电子系统所不能做到的。
Ultronics控制系统的硬件一般由操纵手柄、电控单元ECU、调动阀、双阀芯液压阀组和外接传感器或开关等包括，其间经过CAN总线通信，液压阀组为电控系统与液压系统的交汇点，系统的另一个重要包括部分就是系统。
手柄为光电非接触形式，多可带4个比例输出或2个比例输出和多5个开关。开关有比例式和自锁式供选用。其防护等级达到了IP67。手柄的延时特性、输出弯弯曲线和死区等可经过专用系统JoyVal实行修改。
电控单元ECU其供电压（V）（V）有12V和24V两种，25路和50路两种连连接口，提供模仿与数字写入、输出连连接口，同时该电控单元还提供了CAN信连连接口，使得系统可以接收传感器或控制信号或与其它系统实行连接。ECU中存储了系统控制所需的全部应用程序，该应用程序可将来自于手柄或连接于ECU上的其它器件和信号（如传感器检验测量试验信号、发动机控制系统信息等），经处置整理后变换成各个阀芯动作的指令。
Ultronics控制系统的关键在于其独特的双阀芯控制技术，每片阀有两个阀芯，相当于将一个三位四通阀变成两个三位三通阀的集合，两个阀芯既可单独控制，也可按照控制逻辑实行成对控制，并而而且两个作业油口全部有压力传感器，每一个阀芯全部有位置传感器，经过对传感信号的闭环控制可以分别对两路液压油的压力或流量实行控制，设定有很高的控制精确度，经过不一样的集合可以得到许许多多的控制方案，以适用系统的需要。
每片阀全部有两个完整的设定好的混合信号ASIC（模仿型专用含有概括电子线路）和一个RISC（精简指令处置整理器）。这些控制器给传感器提供激励和补偿、给控制传动装置提供动力、提供阀芯控制系统以及CAN总线通信。阀芯动作控制策略以及具体的功能数值可由用户按照被控执行元件的要求实行设定或修改。控制阀接收到指令后，其内嵌式处置整理器就运行阀芯动作控制系统完成设定的机能，多个阀间的功能协调是由ECU完成的，从而完成复杂的系统功能。这种分级控制方法使系统的应用设定有非常好的灵活性，同时易于组建复杂的控制系统。
Ultronics控制系统功能的多样性是经过应用系统完成的，经过有针对性的编制控制系统。Ultronics控制系统可完成的功能是极其广泛的。履带挖掘机、轮式挖掘机、装载机等先进机型在实操舒适性、作业效率、作业成本消耗、故障诊断、环境保护等方面所做的努力，比如发动机状态与液压系统的适应控制、特定作业功能等，应用Ultronics系统全部可完成。
--经过液压实训台上CAN总线通讯、独特的双阀芯构造和压力、位移传感器的应用以及压力或流量的闭环控制技术、Ultronics公司的电子液压控制系统使工程机械控制系统在功能的多样性、完成的灵活性、较低的性价比以及控制理念、维修模式等诸多方面全部将引发一次革命性的改变。
--微处置整理控制器、传感器元件成本的下降，控制技术的不断完善，使得双阀芯控制技术在工程机械领域得以应用。英国Utronics公司运用自己的技术及优势研制出双阀芯多路换向阀，已广泛应用来JCB、Deere、DAWOO、CASE等公司的挖掘机、*车、装载机及挖掘装载机等设备上。为适应中国工程机械设备对液压系统功能要求。平稳性以及自动化控制程度的不断提升，Utronics公司设备随时进入中国市场，现已初步完成厦工（5t）装载机、詹阳（8t）挖掘机样机调动测量试验并进入试验阶段。
1、传统单阀芯换向阀的缺陷
传统的单阀芯换向阀所包括的液压系统难以合理解决好以下功能和控制之间存在的矛盾：
（1）液压系统设计时为提升系统平稳性，减少负载改变对速度的影响，要么牺牲部分我们想完成的功能，要么多加额外的液压元件，如调动速度阀、压力控制阀等，经过多加阻尼，提升系统速度刚度来提升系统的平稳性。但是这样元件的多加又会降低效率，浪费能源；还会使得整个系统的可*性降低、多加成本。
（2）由于换向构造的特殊性，使得用户在完成某一功能时必须购买相应的液压元件，再加上工程机械厂家会按照不一样终用户要求设计出相应的功能，这样会造成生产厂家采购同类、多规格的液压控制元件来适用不一样功能要求的需要，不利于设备通用化及设备管理，同时会大大提升设备成本。
（3）由于执行机构进出液压油经过一根阀芯实行控制，单独控制执行机构两侧压力是不可能的。--出油侧背压作用来执行机构动作的反方向，--出油侧背压升高，为保质执行机构的动作，必须提升进油侧压力。这样会使得液压系统消耗的功能多加，效率低，发热多加。
应用双阀芯技术的液压系统，由于执行机构进出油侧阀口阀芯位置及控制方法各自单独，互不影响，这样经过对两阀芯控制方法的不一样集合，运用系统编程能很好解决传统单阀系统不能解决的问题，同时还可以轻易完成传统液压系统中难以完成的功能。
2、双阀芯换向阀的两种基础控制策略
由于双阀芯换向两油口控制的灵活性，两油口可分别采取流量控制、压力控制或流量压力控制。正面简介两种简便的控制策略。
（1）负载方向在整个作业过程中保持不变
我们知道，对于汽车起重机、挖掘机、装载机等而言，其液压缸在整个作业过程中负载方向始终维持不变。下面以起重机变幅液压缸为例来探讨双阀芯的控制策略。
起重机变幅缸在作业过程中其受力，负载方向始终保持不变，因此我们可以采取液压缸有杆控用压力控制、无杆腔用流量控制的控制策略。
无杆腔流量控制是经过检验测量试验连接到无杆腔侧阀前后两侧的压差，再按照所需流入或流出流量的多少，计算出阀芯开口大小；有杆腔侧应用压力控制，使该侧维持一个低值的压力，使得更加节能、高效。
由于我们在无杆腔应用了流量控制，因此原控制系统中所用的平衡阀可用一个液控单向阀来代替。这样可消除因平衡阀所带来的系统不平稳，从而提升系统平稳性。
（2）负载方向在作业过程中发生改变
在这种情况下，采取"进油侧压力控制，出油侧流量控制"，在液压缸有杆腔侧用压力控制，无杆腔侧有流量控制。
如负载方向不变，由于出油侧采取了流量控制，我们可将双向平衡阀用液控单向阀来替换，从而提升系统的平稳性。进油侧用压力控制器来维持一个较低的参考压力，一方面提升系统效率，另一方面使系统不发生气穴。
为了使负载方向改变的作业机构能得到很好控制，另外一个PI控制器将被运用到有杆腔的压力控制器中，当负载方向改变后，无杆腔的压力将减小；如果仍将有杆腔维持一个很低的压力，当负载很大时，液压实训台上的液压缸将向反方向动作。此时我们可用所多加的PI控制器监视无杆腔压力的改变，当PI控制器检验测量试验到无杆腔压力低于所设定的参考值时，将提升有杆腔压力控制器所设定的压力，从而保证系统的正常作业。
3、Ultronics液压实训台
Ultronics公司是一家集设计、研究和制造的电子液压技术公司。其液压控制系统应用了CAN总线通信，双阀芯控制技术，经过两个阀芯的集合控制，可完成对执行机构多种控制，以提升系统的平稳性，降低能源损耗，同时还可使得系统更加简便，降低成本，加快设备研发速度，这些全部是传统的电子系统所不能做到的。
Ultronics控制系统的硬件一般由操纵手柄、电控单元ECU、调动阀、双阀芯液压阀组和外接传感器或开关等包括，其间经过CAN总线通信，液压阀组为电控系统与液压系统的交汇点，系统的另一个重要包括部分就是系统。
手柄为光电非接触形式，多可带4个比例输出或2个比例输出和多5个开关。开关有比例式和自锁式供选用。其防护等级达到了IP67。手柄的延时特性、输出弯弯曲线和死区等可经过专用系统JoyVal实行修改。
电控单元ECU其供电压（V）（V）有12V和24V两种，25路和50路两种连连接口，提供模仿与数字写入、输出连连接口，同时该电控单元还提供了CAN信连连接口，使得系统可以接收传感器或控制信号或与其它系统实行连接。ECU中存储了系统控制所需的全部应用程序，该应用程序可将来自于手柄或连接于ECU上的其它器件和信号（如传感器检验测量试验信号、发动机控制系统信息等），经处置整理后变换成各个阀芯动作的指令。
Ultronics控制系统的关键在于其独特的双阀芯控制技术，每片阀有两个阀芯，相当于将一个三位四通阀变成两个三位三通阀的集合，两个阀芯既可单独控制，也可按照控制逻辑实行成对控制，并而而且两个作业油口全部有压力传感器，每一个阀芯全部有位置传感器，经过对传感信号的闭环控制可以分别对两路液压油的压力或流量实行控制，设定有很高的控制精确度，经过不一样的集合可以得到许许多多的控制方案，以适用系统的需要。
每片阀全部有两个完整的设定好的混合信号ASIC（模仿型专用含有概括电子线路）和一个RISC（精简指令处置整理器）。这些控制器给传感器提供激励和补偿、给控制传动装置提供动力、提供阀芯控制系统以及CAN总线通信。阀芯动作控制策略以及具体的功能数值可由用户按照被控执行元件的要求实行设定或修改。控制阀接收到指令后，其内嵌式处置整理器就运行阀芯动作控制系统完成设定的机能，多个阀间的功能协调是由ECU完成的，从而完成复杂的系统功能。这种分级控制方法使系统的应用设定有非常好的灵活性，同时易于组建复杂的控制系统。
Ultronics控制系统功能的多样性是经过应用系统完成的，经过有针对性的编制控制系统。Ultronics控制系统可完成的功能是极其广泛的。履带挖掘机、轮式挖掘机、装载机等先进机型在实操舒适性、作业效率、作业成本消耗、故障诊断、环境保护等方面所做的努力，比如发动机状态与液压系统的适应控制、特定作业功能等，应用Ultronics系统全部可完成。
--经过液压实训台上CAN总线通讯、独特的双阀芯构造和压力、位移传感器的应用以及压力或流量的闭环控制技术、Ultronics公司的电子液压控制系统使工程机械控制系统在功能的多样性、完成的灵活性、较低的性价比以及控制理念、维修模式等诸多方面全部将引发一次革命性的改变。
