多路换向阀的优化研究_陈英

使通过阀口的流量发生变化，进而改变执行元件的
③电液控制多路换向阀 用电磁阀和液动阀联 运动速度。 为了提高系统调速刚性，解决单一动力
合控制，电磁阀起先导作用，液动阀则控制主油路换 源下的多负荷协调动作的可操控性，为此，在系统
向，如 QZF 型，在压路机的液压起振系统中使用；
中引入负荷传感技术。
④比例电磁铁控制多路换向阀 用比例电磁
B
收 放
取力箱
①电磁多路换向阀 利用电磁铁吸力操纵阀 芯换位，如 DDF—E6 型，在联合收割等农业机械液 压系统中广泛使用；
②液动多路换向阀 利用压力油操纵阀芯换
后支腿来自百度文库压缸
位，如 D32 型，是引进国外 950B、966D 和 980S 轮式 装 载 机 的 国 产 化 配 套 元 件 ， 该 阀 与 DJS 先 导 阀 组
动作。 此时滑阀机能有 O、A、Y 、 OY 等可供选择。
（3）串并联式
（2）串联式
如图 3 所示，把各单阀的进油路串联，回油路
如图 2 所示，把组成多路换向阀的各单阀进油 与总回油路连接。 泵向各执行元件供油，上游阀工
路串联。 即上游单阀的出油口与下游单阀的进油口 作时，会切断下游阀的油路，始终只有 1 个滑阀工
中 ，A 和 B 为 一 组 ， 为 双 联 多 路 阀 ；C、D、E、F 为 一
此外， 与之组合的溢流阀弹簧侧弯或太软、溢
组，为四联多路阀。 为了灵活方便地控制换向动作， 流阀阻尼孔堵塞、锥阀与阀座接触不良、单向阀关
采用三位四通手动换向阀； 为了提高工作效率，实 闭不严等会出现压力波动及噪声；复位弹簧和限位
明其对多个执行元件的集中控制方式。
个手动换向阀串联，可以分别控制支腿、转台、吊臂
如图 4 所示，Q2-8 型汽车起重机液压系统在工 等各执行元件的运动，并能实现多缸卸荷。
作时，依次的 6 个动作为：前后支腿放下、转台回 3 多路换向阀的易发故障
转、吊臂伸缩、吊臂变幅、吊重起升和前后支腿收
多路换向阀最常见的故障是泄漏。 泄漏的原因
图 3 串并联式
单向阀-伸缩液压缸无杆腔-有杆腔-阀 D -阀 E -
在工程机械上，可据不同的使用要求选用不同 阀 F-油箱。
的联接方式和滑阀机能。 在上述 8 种机能中，应用
（4）吊臂变幅 油从泵-阀 A-阀 B-阀 C-阀 D-
最广的是 O、M 型；叉车上多用 A 型；铲土运输机械 阀 E-单向阀-变幅液压缸无杆腔-有杆腔- -阀 E -
［1］刘景艳. 矿井提升机制动系统控制技术的研究. ［硕士学位论文］. 焦 作 ：河 南 理 工 大 学 ，2006.
［2］陈 惠 贤. 模 糊 PID 控 制 策 略 在 矿 井 提 升 机 上 的 应 用 ［J］. 新 技 术 新 工 艺 .2009 ， （9 ） ：17-19.
［3］ 龙 迎 春 . 基 于 PLC 的 模 糊 控 制 器 的 设 计 ［J］. 微 计 算 机 信 息 . 2006，22(10)：34-37. 作者简介： 郭建锋（1980- ），湖北十堰人，河南理工大学硕士研
多 用 OY、MH 型 ；起 重 机 多 用 K 型 ；液 压 马 达 回 路 阀 F-油箱。
多用 Y、H 型。
（5）吊臂起升 油从泵-阀 A-阀 B-阀 C-阀 D-
2 多路换向阀的工作原理
阀 E-阀 F-单向阀-起升液压马达-阀 F-油箱。
以多路换向阀在起重运输机械上的应用来说
从以上分析可以看出，通过 A、B、C、D、E、F 等 6
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4 结语
参考文献：
针对提升机变频电控， 根据恒减速运行的要 求，采用模糊 PID 控制策略，并通 过 PLC 编程实现 了模糊 PID 控制算法。 通过仿真实验及现场测试， 结果表明，提升机在减速段速度跟随性良好，超调 量很小，减速平稳无冲击，达到了恒减速运行的目的, 减少了人为干预,实现了安全、平稳、可靠停车。 这种 利用 PLC 编程按照查表的方式实现模糊 PID 控制算
现各机构的独立动作， 采用了 A、B、C、D、E、F 各手 弹簧 损 坏 、轴 用 弹 性 挡 圈 损 坏 、防 尘 密 封 圈 过 紧 等
动换向阀相互串联的组合方式； 为了减少功率损 则会出现阀杆动作不灵活的故障。
耗，考虑适合起重机间歇性工作的特点，中位机能
多路换向阀的故障会导致液压系统的故障，出
负荷传感就是对阀口压差的一种补偿方式，通
铁代替普通电磁铁，行程可以连续地或按比例地随 过使用补偿器， 达到让阀口压力差 Δp 始终保持为
输入信号的变化而变化，所以，它不仅能控制执行 恒定值的目的。 其工作原理如下：将补偿器的弹簧
元件的运动方向，还能控制其运动速度，是新型的 腔和非弹簧腔分别接于控制阀口的两端，让补偿器
EF
EF
构单独动作、同时动作或顺序动作的控制及实现互
锁功能。
CD
CD
（1）并联式
如图 1 所示， 把组成多路换向阀的各单阀进油
AB
AB
路并联。 这种状态下，泵既可以对其中一个执行元件
单独供油，实现单独动作，也可以对各执行元件同时 供油， 由于负载轻的执行元件先运动从而实现先后
PT
图 1 并联式
PT
图 2 串联式
究生，主要从事工业过程控制研究、长期从事矿井提升机电控研究
法，简单适 用，既提高了 提升机系统 运行 的 稳 定 性 ， 和设计工作，电子信箱： guojianfeng1016@163.com.
又有效降低了成本，具有很广阔的应用前景。 59
责任编辑：卢盛春 收稿日期：2010－06－17
Vol.31No.12
在 压 力 差 Δp, 此 压 差 的 存 在 ， 让 液 压 系 统 发 热 增 机上使用的 5SP08GQ 负荷传感多路阀、8～16 t 汽车
加，能耗增大。
起 重 机 上 使 用 的 4SDP08GQ 负 荷 传 感 多 路 阀 、
A2 B2
DP08G 型多路阀等可在 10 联之内任意组合， 此先
（2）基于降低系统能耗的优化
免了不必要的功率损失。 另外，其独特的压力补偿
①双 阀 芯 技 术 如 图 5 所 示 ，A1、A2 分 别 是 串 联 多 路 换 向 阀 的 进 油 口 ，B1、B2 分 别 是 串 联 多 路 换 向阀的出油口，传统的单阀芯结构下，进出油口存
和低压泄荷机构，保证了元件的压力补偿和低压泄 荷功能， 避免了压力损失从而达到节能目的。 如： QF28 型全负荷传感多路换向阀、 16～25 t 汽车起重
起。 这 6 个动作的执行机构分别是前、后支腿液压 分为内、外泄漏 2 种。 外泄漏是指分片式结构阀体
缸、回转液压马达、伸缩液压缸、变幅液压缸和起升 之间的泄漏；内渗漏是指因为阀杆与阀体之间磨损
液压缸。 而这 6 个执行机构的运动方向则分别由 6 间隙过大、锥阀与阀座接触不良、阀杆与阀体之间
个手动换向阀分别控制， 分别是 A、B、C、D、E、F，其 的 O 形密封圈老化或损坏而出现的泄漏。
多路换向阀的优化研究— ——陈 英
第 31 卷第 12 期
作，从而防止各执行元件之间的动作干扰，实现各
下面分析A、B、C、D、E、F 串 联组成的多 路换向
阀之间的互锁功能。 这种组合也称为顺序单动式组 阀如何控制各支路进、回油路线从而实现相关动作
合。 此时滑阀机能有 O、A、Y 、OY 等可供选择。
用步进电动机驱动，步进电动机接受计算机发出的 压差等于补偿器弹簧调定值，从而保持恒定。
脉冲信号， 每接受 1 个脉冲便转动一定的角度 ，此
负荷传感压力补偿多路阀是一种高效节能产
转动可通过凸轮或丝杆等机构转换成直线位移量， 品，在多个阀片不同负载同时操作时，能实现在不
从而推动阀芯换位。
同流量和不同负载压力下相互独立的同步工作，避
DOI:10.13436/j.mkjx.2010.12.077
第 31 卷第 12 期 2010 年 12 月
煤矿机械 Coal Mine Machinery
Vol.31 No.12 Dec. 2010
多路换向阀的优化研究
陈英 （乐山职业技术学院， 四川 乐山 614004）
摘 要： 在矿山机械、起重运输机械等液压系统中，为实现对多个执行机构的集中控制，常将 2 个以上手动换向阀通过串联、并联、串并联等方式组合而成多路换向阀。 介绍多路换向阀的组合 形式、工作原理，分析存在问题并说明对多路换向阀进行优化的途径和方向，以期达到更好的工作 效果。
Abstract: In the mining machinery, handling equipment, hydraulic systems, to achieve centralized control over the implementing agencies, often by two or more manual valve in series, parallel, series and parallel combination of such methods for multi-the valve. This article describes the combination of multiple valve form, the working principle of a problem and explain to optimize multi-way valve means and direction to achieve better work results. Key words: multi-valve; combinations; working principle; fault; optimization
关键词： 多路换向阀； 组合方式； 工作原理； 故障； 优化 中图分类号： TP137.5 文献标志码： A 文章编号： 1003 － 0794（2010）12 － 0059 － 03
Optimization of Multi-valve
CHEN Ying （Leshan Vocational Technical College, Leshan 614004， China）
进的现代液压元件的使用，可满足各类行走机械液
压系统的设计要求。
A1
5 结语
B1
随着现代科技的发展，液压技术也在飞速地进
步。 节能降噪、多负载动作可控制性及精准控制等
图 4 Q2-8 型汽车起重机液压系统
合， 主要配套于 ZL40、ZL50、ZL60 等大、 中型装载 60
第 31 卷第 12 期
多路换向阀的优化研究— ——陈 英
Vol.31No.12
机，亦可用于如推土机等其它大、中型工程机械的 当负载变化时， 会引起控制阀口前后压差的变化，
工作装置液压系统；
液压控制元件，如：PSL 和 PSV 型，主要用于起重机, 和阀口之间形成补偿回路。 通过外部管路接头或内
钻机,工程机械等行走机械的液压系统中；
部油道，将负载压力引至补偿器的弹簧腔，同时将
⑤数字式多路换向阀 这是基于计算机控制 控制阀口的进口或出口压力引至补偿器的非弹簧
的先进技术的阀，属于液压技术发展的方向，阀采 腔，在补偿阀阀芯的静压平衡下，控制阀口的前后
均为 M，使各换向阀中位时均能实现卸荷。
现执行件不能正常动作的情况，需要逐一排查和维
前支腿液压缸
回转液压马达 伸缩液压缸 变幅液压缸 起升液压马达
伸 缩
增幅制动缸 减幅
修。 4 多路换向阀的优化
（1）基于改变控制方式的优化
收
A
放
传统的多路换向阀是手动控制的方式，可以用
C
D
E
F
以下方式取代手控装置。 如：
1 多路换向阀的组合方式
相联，这种状态下， 泵依次对各执行元件供油，可实
从对各手动换向阀油口的连接方式来分，多路 现单独动作或同时动作。 此时滑阀机能有 M、K、H、
换向 阀 的 组 合 方 式 分 为 并 联 、串 联 、串 并 联 3 种 方 MH 可供选择。
式。 通过这 3 种组合方式，可以实现对多个执行机
的。
EF
（1）支腿放、收 油从泵-阀 A-液控单向阀-支
腿液压缸无杆腔-有杆腔-液控单向阀-阀 A-阀 B-
CD
阀 C-阀 D -阀 E -阀 F-油箱， 可完成支腿放的动
作。
AB
（2）转台回转 油从泵-阀 A-阀 B-阀 C-回转
液压马达-阀 C-阀 D -阀 E -阀 F-油箱。
PT
（3）吊臂伸缩 油从泵-阀 A-阀 B-阀 C-阀 D-