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比例多路換向閥
多路換向閥是指以兩個以上的換向閥為主體，集安全閥、單向閥、過載悶、補油
閥、分流閥、制動閥等于一體的多功能組合閥，它具有結構緊湊、管路簡單、壓力損失小、工作可靠和安裝簡便等優點。多路閥有整體式和組合式兩種：①整體式多路閥結構緊湊，但對閥體鑄造要求較高，比較適合于相對穩定的液壓設備上使用；②組合式多路閥可按不同的使用要求組裝，通用性較強。多路換向閥特別適合在工程機械中應用，挖掘機（單斗和斗輪挖掘機）、鏟土運輸機械（推土機、裝載機、鏟運機、自行式平地機）和工程起重機（汽車起重機、輪胎起重機、履帶起重機等）都廣泛采用了多路閥控制的液壓傳動系統。隨著加工工藝水平的提高和比例技術及電子技術的引入，多路換向閥有了長足的發展，出現了比例多路換向閥。
1．比例多路換向閻的組成
 比例多路換向閥外形圖如圖49所示，它的壓力最高可達42MPa，最大流量可達300L/min。閥體有鋼和鑄鐵兩種材料，鋼件的承壓能力強，但通流能力差；鑄鐵的通流能力強，但承壓能力稍低些。比例多路換向閥可以由多至12片換向閥塊組合在一起，采用負載敏感技術，使其輸出流量不受負載影響，具有良好的比例特性。比例多路換向閥可以分成泵側閥塊、基本閥塊、驅動閥塊、端板、遙控單元、電子附件6大部分。這類閥可以細化分為泵側閥塊、換向閥塊、手柄、閥心、端板、定位裝置或蓋板、比例電磁鐵、遙控單元、電子附件等組成。
(1)泵側閥塊是連接液壓泵和油箱的閥塊，由進出油口、內置溢流閥、壓力表接口、三通負載敏感流量控制閥、限壓閥、卸荷閥等組成。有定量泵開式回路、變量泵閉式回路、恒壓回路等形式供選擇。
(2)基本閥塊是比例多路換向閥的主體部分，由A油口、B油口、換向閥塊、可互換的閥心、二通負載敏感流量控制閥、緩沖閥、補油閥、負載敏感限壓閥等組成。
(3)驅動閥塊是比例多路換向閥的驅動部分和定位裝置或蓋板，有開關電驅動、比例電磁鐵驅動、液壓驅動、手動驅動、電驅動十手動驅動、液壓驅動十手動驅動等多種形式供選擇。
(4)端板是比例多路換向閥最靠邊基本閥塊的終端塊，把最靠邊基本閥塊的疊加油E1堵住或相互導通，有的帶有附加的LS進口和回油接口。
(5)遙控單元是遠端控制比例多路換向閥的電操作手柄和液控操作手柄，操作力小，一般裝在駕駛室或控制室里。電操作手柄的形式有很多種，一個手柄可以控制多個閥，可以是開關，也可以是比例的。液控操作手柄品種較少，有單聯和雙聯的，最多可以控制兩個閥。
(6)電子附件是有流量調節單元、斜波發生器、速度控制單元、閉環速度控制單元、警報邏輯電路、閉環位置控制單元等供選擇。
2．負載敏感流量控制閥的結構及原理
比例多路換向閥使用了負載敏感技術，在泵側閥塊中使用了三通負載敏感流量控制閥，保證泵的供油隨負載變化而變化；在基本閥塊中使用了二通負載敏感流量控制閥，保證比例多路換向閥的出油口的流量不隨負載變化而變化。三通負載敏感流量控制閥結構圖如圖50所示，其原理圖如圖51所示，進油口1接泵出口，出油口2接油箱，控制油口3接執行機構的負載反饋壓力L。，閥心的受力公式為
F1口=F3口+F彈簧
進油口1到出油2的液壓油流量隨控制油口3的壓力升高而減小，隨控制油口3的壓力降低而增大，保證泵的供油隨負載變化而變化，當執行機構停止工作時主閥心右移打開閥口，泵則通過該閥卸壓，可以防止系統發熱。
二通負載敏感流量控制閥結構圖如圖52所示，其原理圖如圖53所示，進油口2接泵出口，出油口1接比例多路換向閥的進油口，控制油口3經過外部節流口（是比例多路換向閥的閥口阻尼）后接到出油口1處，閥心的受力公式為
F1口=F3口+F彈簧
當進油口2沒有油液通過時，閥心在彈簧的作用下左移，閥口全部打開；當進油口2有油液通過時，閥心在壓力油的作用下右移，閥口趨于關閉，直至達到新的力平衡；當進油口2處壓力增大時，出油口1處的壓力也增大，閥心右移，閥開口減??；當進油口2處壓力減小時，出油口1處的壓力也減小，閥心左移，閥開口增大。當出油口1處的壓力增大，控制油口3處的壓力也增大，閥心左移，閥開口增大；當出油口1處的壓力減小，控制油口3處的壓力也減小，閥心右移，閥開口減小，由于壓力補償器不斷地起補償作用，使流量保持恒定，不隨負載變化而變化，
3．比例多路換向閥的特點
(1)優點。①能夠實現比例的無級調速控制，調節性能良好；②采用二通負載敏感流量控制閥，使執行元件的速度與負載變化無關；③能夠滿足多個執行機構同時工作，最多有12組執行機構，一般不超過8組執行機構；④采用三通負載敏感流量控制閥，泵的輸出流量隨負載變化而變化，提高了液壓系統的效率，減少了系統發熱；⑤具有減振削峰的功能，換向沖擊小，系統運行平穩；⑥高集成性，體積小，質量小，適合于行走工程機械；⑦組合方便，調整方便，可靠性高；⑧操作形式有多種選擇，既可以用電控制，又可以保留手動控制，也可以使用液動；⑨電子元件、附件齊全，可以輕松實現速度開環比例控制、位置開環比例控制、閉環速度比例控制和閉環位置比例控制；⑩引入了比例技術、GPS定位技術和CAN總線技術，可以實現工程機械的遠程計算機控制或網絡控制，使工程機械實現無人駕駛成為現實。
(2)缺點。①選型復雜，常常需要專業的技術人員才能正確選型；②價格較為昂貴。
4．選型注意事項
在選用比例多路換向閥時，要注意以下幾點：
(1)在選用比例多路換向閥時，一定要看清其流量和壓力，如允許泵的晟大流量和壓力、閥輸出的最大流量和壓力等。若選型過小，往往會造成系統壓力損失太大，使系統發熱；若選型過大，則會造成經濟上的浪費。
(2)在選擇泵側閥塊時，一定要先確認是采用定量泵系統、變量泵系統，還是恒壓系統，否則無法選型，有三通負載敏感流量控制閥、限壓閥、卸荷閥等選項。
(3)在選擇基本閥塊時，要認真核對滑閥機能，確定選擇什么附加功能，有二通負載敏感流量控制閥、緩沖閥、補油閥、負載敏感限壓閥等選項。
(4)在選擇驅動閥塊時，可以選擇一種驅動方式，也可以選擇兩種驅動方式。電驅動有開關電驅動和比例電驅動之分，比例電驅動有中等性能、高性能和極高性能之分，電壓有直流12V和直流24V之分，手動操作有摩擦定位和彈簧復位之分，還有液控、氣控和防爆系列比例電磁鐵可供選擇，要根據系統的需要做選擇。
(5)在選擇端板時，可以根據系統的要求選擇油口堵住或相互導通、L3進口和回油接口的個數和接口形式。
(6)在選擇遙控單元時，要注意哪些動作有聯鎖關系、哪幾個動作要放到一個手柄上來控制和所控制閥的電壓是多少等。
(7)在選擇電子附件時，要根據自己的控制要求來進行選用，并要注意匹配。
(8)出口的連接形式有螺紋聯接和法蘭連接。
(9)可以把不同通徑的比例多路換向閥組合在一起，需要用過渡連接板進行連接。
5．比例多路換向閥的應用
比例多路換向閥由于其自身的一些優點，越來越被人們所接受，被廣泛用在建筑機械、森林機械、消防車輛、起重機、鉆機、市政機械、混凝土拖泵、掘進機、攤鋪機、高空作業車等設備上。
某工程機械的比例多路換向閽液壓系統原理圖如圖54所示。從原理圖可以看出使用的是變量泵，泵側閥塊選用的是變量泵中位閉式回路，帶有壓力表連接口；所有的基本閥塊的A/B口都帶有二通負載敏感流量控制閥，確保各個閥輸出流量不受負載的影響，所有閥心選用的都是三位四通中位閉式的閥心。第一組基本閥塊A/B口帶有緩沖閥和補油閥，第二組基本閥塊A/B口帶有補油閥，第四組基本閥塊A口帶有補油閥，B口帶有緩沖閥和補油閥，緩沖閥可以消除尖峰壓力，使系統平穩，補油閥可以防止液壓缸和馬達吸空。
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