واحدهای فرمان هیدرولیک توضیح داده شده: مرکز باز، مرکز بسته، حسگر بار، واکنش و عدم واکنش

واحدهای فرمان هیدرولیک - که اغلب واحدهای کنترل فرمان هیدرولیک، واحدهای فرمان هیدرواستاتیک، یا واحدهای فرمان مداری (نوع Orbitrol) نامیده می شوند - 'مرکز فرمان' یک سیستم فرمان هیدرولیک هستند. آنها یک ورودی کوچک فرمان را به یک جریان روغن دقیق اندازه گیری شده تبدیل می کنند که سیلندر فرمان را حرکت می دهد و باعث می شود ماشین های سنگین تحت بار به راحتی هدایت شوند. این امر به ویژه برای تراکتورها، دروگرها، لودرها، لیفتراک ها و وسایل نقلیه ویژه ای که در شیفت های طولانی در بازارهای روسی زبان اوراسیا و مناطق پروژه کمربند و جاده به زبان اسپانیایی کار می کنند، اهمیت دارد، جایی که قابلیت اطمینان، قابلیت سرویس و تطبیق صحیح پمپ اغلب هزینه کل عملیات را تعیین می کند.

چیزی که بسیاری از خریداران و مهندسان را گیج می کند این است که واحدهای فرمان به دو روش همپوشانی توصیف می شوند: نوع مرکز (مرکز باز، مرکز بسته، حسگر بار) و رفتار بازخورد (واکنش در مقابل عدم واکنش). Danfoss - تولید کننده پیشرو در واحدهای فرمان هیدرولیک - به صراحت انواع رایج را به عنوان عدم واکنش مرکز باز، واکنش مرکز باز، عدم واکنش مرکز بسته و حسگر بار (LS) فهرست می‌کند. این راهنما هر نوع را با تعاریف، اصول کار، مزایا/معایب، و کاربردهای معمولی توضیح می‌دهد، در حالی که اصطلاحات کنترل کننده دسته‌بندی تامین‌کننده را با اصطلاحات کنترلی دسته‌بندی تامین‌کننده B به‌عنوان همراستا می‌کند. دسته محصول واحد و واحدهای کنترل فرمان هیدرولیک سری BZZ. 

مبانی واحد فرمان هیدرولیک و واژگان کلیدی

یک واحد فرمان هیدرواستاتیک معمولی یک شیر کنترل دوار (شیر قرقره/آستین با یک عنصر پیچشی) و یک عنصر اندازه گیری دوار (اغلب یک چرخشنده/گردش سنج) ترکیب می کند. هنگامی که فرمان را می چرخانید، سوپاپ متر به طور متناسب جریان می یابد و روغن را به سمت درگاه سیلندر چپ یا راست هدایت می کند. وقتی توقف می کنید، واحد به حالت خنثی برمی گردد و جریان را بسته به پیکربندی خود نگه می دارد یا مدیریت می کند. ادبیات فنی Danfoss این واحدها را به عنوان 'واحد فرمان هیدرواستاتیک' توصیف می کند که در انواع مختلف برای مدارهای هیدرولیک مختلف و رفتارهای فرمان ارائه می شود. 

در نمودارهای مدار و روی محفظه واحد فرمان، این پورت ها را بیشتر می بینید:

• P (فشار / پمپ) : تامین از پمپ یا از شیر اولویت

• T (مخزن / بازگشت) : بازگشت به مخزن

• L و R (درگاه های کار چپ / راست) : به محفظه های سیلندر فرمان (گاهی اوقات با برچسب A/B)

• LS (Load Sensing) : پورت سیگنال در سیستم‌های LS (فقط در واحدهای فرمان LS وجود دارد) 

بسته به مدل و پیکربندی، بسیاری از خانواده‌های واحد فرمان را می‌توان با عملکردهای سوپاپ داخلی - مانند فشار شکن، سوپاپ‌های شوک/مکش در درگاه‌های کار، و شیرهای برگشتی/بدون بازگشت - سفارش داد. Danfoss به استانداردهای اتصال پورت اختیاری (ISO/SAE/DIN) و عملکردهای یکپارچه شیر در بسیاری از انواع توجه می کند که برای ماشین آلات صادراتی و تامین قطعات یدکی بین مرزی مهم است.

در زیر یک نمودار ساده شده 'مدل ذهنی' برای چگونگی تفاوت انواع مرکز در خنثی آمده است:

OPEN CENTER (خنثی): P -----> T (مسیر جریان پیوسته باز) L/R: معمولاً نگه داشته/مسدود (بستگی به طراحی واکنش دارد) مرکز بسته (خنثی): P X (مسدود شده / بدون درگاه مدیریت شده توسط پورت/بدون جریان مدیریت شده) حسگر بار (خنثی): P: از طریق منطق پمپ اولویت/LS عرضه می شود LS -----> T (سیگنال LS در حالت خنثی تخلیه می شود)

این رفتار خنثی هسته اصلی این است که چرا تطبیق پمپ غیرقابل مذاکره است: مرکز باز انتظار جریان مداوم از یک پمپ ثابت دارد، در حالی که مرکز/LS بسته حول تحویل متغیر یا تحویل با اولویت کنترل شده طراحی شده است.

واحدهای فرمان مرکزی باز و سیستم های فرمان مرکزی باز

تعریف و هدف سیستم

یک واحد فرمان مرکزی باز دارای یک اتصال باز بین پمپ و مخزن در موقعیت خنثی است و در سیستم های فرمان مرکزی باز که معمولاً از پمپ جابجایی ثابت استفاده می کنند استفاده می شود. Danfoss این را مستقیماً بیان می کند: واحدهای فرمان مرکزی باز دارای یک اتصال پمپ به مخزن باز در حالت خنثی هستند و سیستم های مرکز باز از پمپ های جابجایی ثابت استفاده می کنند. 

Hydromot از عبارت مشابهی استفاده می کند: 'Open Center' یعنی واحد برای سیستم های باز در نظر گرفته شده است و در حالت خنثی یک اتصال باز بین پمپ و مخزن وجود دارد.

اصل کار

در حالت خنثی، جریان پمپ از طریق واحد فرمان به مخزن باز می گردد و فشار سیستم را نسبتاً پایین نگه می دارد. هنگامی که اپراتور فرمان را می چرخاند، سوپاپ چرخشی متر می کند و جریان را به سمت L یا R هدایت می کند و سیلندر را حرکت می دهد و چرخ ها را می چرخاند. این معماری پس از شروع چرخش چرخ، پاسخ فوری فرمان را ارائه می دهد و دانفوس بر 'واکنش فوری' به عنوان یکی از ویژگی های سیستم های فرمان مرکز باز با واحدهای فرمان وسط باز تاکید می کند.

مزایا

فرمان مرکزی باز اغلب برای استحکام و نگهداری ساده انتخاب می شود:

• یکپارچه سازی مدار ساده تر با پمپ های جابجایی ثابت (عناصر کنترلی کمتر از LS/مرکز بسته). 

• مناسب بودن ثابت شده برای تراکتورها، دروگرها، لیفتراک ها، ماشین های پیمانکاری، و وسایل نقلیه ویژه در ترتیبات فرمان مدار باز. 

• در دسترس بودن تجاری گسترده در انواع رایج 'ON/OR' (واکنش مرکز باز بدون واکنش / واکنش مرکز باز). 

معایب

مبادله اصلی انرژی و گرما است:

• یک پمپ ثابت جریان را به طور مداوم تامین می کند. در حالت خنثی، آن جریان به جای انجام کار مفید به مخزن باز می گردد که باعث افزایش مصرف سوخت و بار حرارتی در چرخه های کاری طولانی می شود. (این مفهوم ذاتی 'اتصال باز بین پمپ و مخزن' در حالت خنثی است.) 

• در ماشین‌های چند منظوره، فرمان وسط باز بدون مدیریت اولویت می‌تواند کارایی کمتری نسبت به معماری‌های LS داشته باشد که برای به اشتراک گذاشتن پمپ‌ها در مدارها طراحی شده‌اند. 

برنامه های کاربردی معمولی

واحدهای فرمان مرکزی باز در ماشین‌هایی که در اطراف پمپ‌های جابجایی ثابت و پیکربندی‌های حساس به هزینه ساخته می‌شوند رایج هستند: تراکتورهای قدیمی‌تر، ماشین‌های کشاورزی اساسی، لیفتراک‌ها و وسایل نقلیه ساده پیمانکاری. دانفوس تراکتورها، دروگرها، لیفتراک‌ها، و پیمانکاران/وسایل نقلیه ویژه را به‌عنوان برنامه‌های کاربردی برای خانواده‌های واحد فرمان ارائه شده در انواع مرکز باز فهرست می‌کند. 

واحدهای فرمان مرکزی بسته و سیستم های فرمان مرکزی بسته

تعریف و هدف سیستم

یک واحد فرمان مرکزی بسته در پورت P (پمپ) در حالت خنثی مسدود شده است و سیستم‌های فرمان مرکزی بسته به جریان روغن متغیر نیاز دارند (یعنی تحویل متغیر/ عرضه کنترل‌شده به جای جریان برگشت باز مداوم). Danfoss واحدهای فرمان مرکزی بسته را دقیقاً به این صورت توصیف می کند: P در حالت خنثی مسدود شده است و جریان روغن متغیر مورد نیاز است. ⁵

این تعریف مهم‌ترین قانون سازگاری در کل موضوع است: واحدهای مرکزی بسته به سادگی 'برچسب متفاوت' نیستند - آنها استراتژی پمپ/تامین متفاوتی را نسبت به مرکز باز فرض می‌کنند. 

اصل کار

در حالت خنثی، واحد فرمان از عبور جریان در درگاه پمپ جلوگیری می‌کند (P مسدود شده است)، بنابراین تقاضای جریان به نزدیک به صفر کاهش می‌یابد. هنگامی که فرمان رخ می دهد، واحد اندازه گیری می کند و روغن را متناسب با ورودی فرمان به سمت L یا R هدایت می کند، و آرایش پمپ / جبران فقط آنچه برای فرمان لازم است را تامین می کند. 

مزایا

فرمان مرکزی بسته اغلب برای کارایی و کنترل حرارتی انتخاب می شود:

• کاهش تلفات جریان خنثی/بیکار زیرا P در حالت خنثی مسدود شده است (گردش ثابت کمتری به مخزن نسبت به مرکز باز). 

• همراستایی بهتر با استراتژی های تحویل متغیر رایج در طراحی هیدرولیک ماشین آلات مدرن (مخصوصاً جایی که مدارهای متعدد از طریق منطق جبران یک پمپ مشترک دارند). 

معایب

مبادله پیچیدگی سیستم و هزینه تطبیق صحیح است:

• به یک استراتژی تامین سازگار ('جریان روغن متغیر') نیاز دارد - معمولاً یک پمپ جبران‌شده با فشار یا جبران‌شده با جریان و فشار یا یک ترتیب عرضه کنترل‌شده معادل. 

• عدم تطابق یک واحد فرمان مرکزی بسته با یک مدار پمپ ثابت در مرکز باز می‌تواند باعث عملکرد ناپایدار فرمان یا رفتار گرما/فشار بیش از حد شود، زیرا دستگاه برای مسدود کردن P در حالت خنثی طراحی شده است. 

برنامه های کاربردی معمولی

واحدهای فرمان مرکزی بسته در معماری تجهیزات مدرن مورد استفاده قرار می گیرند که در آن فرمان بخشی از یک 'اکوسیستم' هیدرولیک کنترل شده است، که اغلب با انتظارات بالاتر برای کارایی و پایداری حرارتی است. Danfoss انواع مرکز بسته را در لیست موجودی واحد فرمان خود در کنار تنظیمات مرکز باز و LS گنجانده است.

واحدهای فرمان حسگر بار و مدارهای فرمان اولویت LS

تعریف و آنچه که LS را منحصر به فرد می کند

یک واحد فرمان حسگر بار شامل یک اتصال LS (حسگر بار) اضافی است که سیگنال فشار بار را از واحد فرمان به شیر اولویت و/یا پمپ LS ارسال می کند. Danfoss توضیح می دهد که واحدهای فرمان LS دارای این پورت اضافی LS هستند. سیگنال LS جریان روغن را از سوپاپ اولویت و/یا پمپ LS به واحد فرمان کنترل می کند و زمانی که واحد فرمان در حالت خنثی است، اتصال LS به مخزن باز است. 

Hydromot مفهوم سطح سیستم را به وضوح خلاصه می کند: در واحدهای فرمان LS، سیستم فرمان و هیدرولیک کار می تواند توسط یک پمپ مشترک تامین شود و یک سوپاپ اولویت تضمین می کند که فرمان اولویت اول را دارد. 

اصل کار

در مدار فرمان LS معمولی، واحد فرمان یک سیگنال LS متناسب با تقاضای فرمان ارسال می کند. آن سیگنال سوپاپ اولویت را جابجا می کند (یا به پمپ LS فرمان می دهد) بنابراین فرمان ابتدا جریان تضمین شده را دریافت می کند. جریان اضافی برای مدارهای دیگر (ابزارها، بوم ها، عملکردهای کمکی) در دسترس قرار می گیرد. ادبیات Eaton/Char-Lynn مزایای کلیدی این معماری را برجسته می کند: فقط جریان مورد نیاز مانور فرمان به فرمان می رود، جریان استفاده نشده برای مدارهای کمکی موجود است و مدار فرمان اولویت جریان/فشار را حفظ می کند. 

دانفوس همچنین سیستم های فرمان دینامیکی حسگر بار استاتیک را از حسگر بار متمایز می کند. در تعریف Danfoss، سیستم‌های LS دینامیک جریان ثابتی در اتصال LS به سمت واحد فرمان دارند، حتی زمانی که واحد فرمان در حالت خنثی است، در حالی که سیستم‌های استاتیک ندارند (این تمایز در هنگام انتخاب نوع شیر اولویت‌دار صحیح اهمیت دارد). 

مزایا

فرمان LS به طور گسترده در هیدرولیک سیار پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرد زیرا هم اطمینان و هم کارایی فرمان را بهبود می بخشد:

• اولویت فرمان از طریق سیگنال LS و منطق سوپاپ اولویت در مدار مهندسی می شود. 

  راندمان کلی ماشین بهبود یافته است زیرا جریان استفاده نشده به جای تخلیه در سرتاسر کمک یا برگشت بیهوده به مخزن به مدارهای کمکی اختصاص می یابد. 

• مناسب برای ماشین‌های چند منظوره و پروژه‌های ارتقاء که در آن یک پمپ منفرد باید از ابزارهای فرمان به علاوه پشتیبانی کند. 

معایب

عملکرد LS به طراحی صحیح سیستم بستگی دارد:

• لوله کشی بیشتر و اجزای بیشتر (خط LS، اندازه/تطابق سوپاپ اولویت، استراتژی فشار کنترل صحیح). ایتون به صراحت اشاره می کند که واحد کنترل فرمان و سوپاپ اولویت باید برای دستیابی به نرخ های فرمان و پایداری مطلوب مطابقت داشته باشند. 

• اگر نصب‌کننده مراقب نباشد، انتخاب‌های LS استاتیک در مقابل پویا ممکن است اشتباه اعمال شوند، که منجر به سیگنال‌های ناپایدار یا پاسخ کند می‌شود.

برنامه های کاربردی معمولی

فرمان LS در تراکتورها، دروگرها و ماشین‌های پیمانکاری مدرن رایج است که در آن‌ها فرمان باید قابل اعتماد باقی بماند حتی در حالی که سایر عملکردهای هیدرولیک کار می‌کنند. خانواده‌های واحد فرمان دانفوس شامل انواع LS هستند و Eaton/Char-Lynn فرمان LS را در زمینه پمپ‌های مشترک و مدارهای اولویت توصیف می‌کند.

واکنش در مقابل واحدهای فرمان بدون واکنش و معنای واقعی 'بازخورد'.

تعاریف

واحدهای فرمان واکنشی نیروهای چرخ خارجی را به فرمان منتقل می‌کنند: دانفوس واکنش را این‌گونه تعریف می‌کند که 'هر نیروی خارجی وارد بر چرخ‌های فرمان می‌شود، هنگامی که راننده فرمان نمی‌دهد، منجر به حرکت متناظر فرمان می‌شود.' 

واحدهای فرمان بدون واکنش این رفتار را مسدود می کنند: دانفوس عدم واکنش را به عنوان عدم حرکت فرمان مربوطه در زمانی که راننده فرمان نمی دهد تعریف می کند. Hydromot این ایده را تحت عنوان 'واکنش بدون بار' تنظیم می‌کند و بیان می‌کند که نیروهای خارجی وارد بر چرخ‌ها حرکت چرخشی روی فرمان را هنگامی که واحد فرمان در حالت خنثی است، تحریک نمی‌کند. 

آنچه در داخل واحد تغییر می کند

واکنش در مقابل عدم واکنش فقط 'احساس' نیست. نحوه مدیریت فشار و جابجایی ناشی از چرخ در درگاه های کاری را تغییر می دهد. در طرح‌های واکنش، نیروهای چرخ می‌توانند روغن را از طریق مسیرهای داخلی به عقب برانند که فرمان را می‌چرخاند (احساس جاده / لگد زدن). در طرح‌های بدون واکنش، واحد فرمان به گونه‌ای پیکربندی شده است که از عقب راندن فرمان توسط نیروهای چرخ در حالت خنثی جلوگیری می‌کند و راحتی و پایداری اپراتور را در هنگام بارهای ضربه ای بهبود می‌بخشد.

یک نمودار مفهومی ساده شده:

نوع واکنش: تغییر فشار سیلندر -> بازخورد داخلی -> حرکت فرمان

نوع بدون واکنش: پورت های سیلندر ایزوله / مدیریت شده -> فرمان حرکت نمی کند

مزایا و معایب

فرمان واکنشی بازخورد آموزنده ای ارائه می دهد اما می تواند خسته کننده باشد. عدم واکنش باعث بهبود راحتی می شود اما اطلاعات لمسی را کاهش می دهد.

برای مهندسان، نکته کلیدی این است که بر اساس ایمنی، انتظارات اپراتور، و میزان 'بازگشت' قابل قبول برای دسته ماشین آلات انتخاب کنند. لیست‌های در دسترس بودن محصولات دانفوس هم گزینه‌های واکنش و هم گزینه‌های غیرواکنشی را در خانواده‌های واحد فرمان نشان می‌دهد، که نشان می‌دهد این یک انتخاب طراحی عمدی است تا یک ویژگی خاص. ¹

برنامه های کاربردی معمولی

• فرمان واکنشی اغلب در جایی که بازخورد اپراتور کنترل پذیری را در زمین های ناهموار یا در حین مانورهای سخت بهبود می بخشد (به عنوان مثال، برخی از برنامه های کشاورزی و خارج از جاده) مورد علاقه است. 

• فرمان بدون واکنش به طور گسترده ای استفاده می شود که راحتی و کاهش لگد در اولویت هستند (در بسیاری از ماشین های سنگین رایج است)، و به صراحت یکی از رایج ترین انواع ارائه شده در تنظیمات مرکز باز، مرکز بسته و LS است.

چک لیست عملی انتخاب

با معماری پمپ و ماشین خود شروع کنید، سپس اصلاح کنید:

• نیاز مرکز هیدرولیک را تأیید کنید: مرکز باز در مقابل مرکز بسته در مقابل LS. ⁵

• در مورد رفتار بازخورد تصمیم بگیرید: واکنش در مقابل عدم واکنش بر اساس ترجیح اپراتور و محیط ماشین. ⁴

• پورت ها و استانداردها را مشخص کنید: گزینه های پورت ISO/SAE/DIN می توانند بر قابلیت سرویس دهی و اتصالات شلنگ در پروژه های صادراتی تأثیر بگذارند. ¹

• عملکردهای یکپارچه دریچه را در صورت نیاز انتخاب کنید (تسکین دهنده، شیرهای شوک/مکش، شیرهای چک)، به ویژه برای ضربه های سنگین و ایمنی. ³

• الزامات ایمنی فرمان مربوطه را برای ماشین‌های متحرک زمینی چرخدار بررسی کنید: ISO 5010:2019 آزمایش‌های سیستم فرمان و معیارهای عملکردی را برای ماشین‌های چرخدار، سوار بر روی زمین مشخص می‌کند و خطرات مربوط به عملکردهای کنترل و سفر را پوشش می‌دهد.

سوالات متداول

بهترین نوع واحد فرمان هیدرولیک برای ناوگان ماشین آلات در اوراسیا روسی زبان چیست؟

برای بسیاری از تراکتورهای قدیمی و ماشین‌های کاربردی ساده، فرمان وسط باز رایج است زیرا با پمپ‌های جابجایی ثابت مطابقت دارد و از اتصال باز پمپ به مخزن در حالت خنثی استفاده می‌کند.  
برای ماشین‌های جدیدتر که یک پمپ مشترک بین فرمان و عملکرد کار می‌کنند، فرمان حسگر بار اغلب معماری ترجیحی است زیرا شیر اولویت اولویت فرمان را تضمین می‌کند در حالی که جریان استفاده نشده را به مدارهای کمکی تخصیص می‌دهد. 

در بازارهای اسپانیایی زبان، چگونه می توانم 'فرمان مرکزی باز' در مقابل 'فرمان مرکزی بسته' را به سادگی برای مشتریان توضیح دهم؟

یک توضیح عملی مطابق با تعاریف سازنده این است: مرکز باز به این معنی است که مدار اجازه می دهد تا جریان پمپ به مخزن در حالت خنثی برگردد، در حالی که مرکز بسته به این معنی است که منبع (P) در حالت خنثی مسدود شده است و سیستم به جریان روغن متغیر نیاز دارد.  
این عبارت اغلب برای تیم‌های فروش دوزبانه آسان‌تر است، زیرا بر روی آنچه هنگام رانندگی مستقیم اتفاق می‌افتد تمرکز می‌کند تا هندسه داخلی سوپاپ.

چه زمانی یک پروژه باید فرمان واکنشی در مقابل فرمان غیر واکنشی را برای مکان‌های ناهموار (معدن، جنگل‌داری، جاده‌سازی) انتخاب کند؟

اگر مزیت اپراتور از 'احساس جاده' مهم باشد و مقداری حرکت فرمان از نیروهای چرخ خارجی قابل قبول باشد، فرمان واکنشی این رفتار را با طراحی ارائه می دهد.  
اگر راحتی، کاهش لگد و پایداری فرمان مهم‌تر است - در چرخه‌های کاری سنگین رایج است - فرمان بدون واکنش از چرخش فرمان توسط نیروهای چرخ در زمانی که راننده فرمان نمی‌دهد، جلوگیری می‌کند. 

در یک جمله «فرمان حسگر بار» برای سئوی محلی در آمریکای لاتین و اوراسیا به چه معناست؟

این بدان معناست که واحد فرمان دارای یک پورت سیگنال LS است که سیگنال فشار بار را به شیر اولویت و/یا پمپ LS می فرستد، بنابراین فرمان جریان مورد نیاز خود را در ابتدا دریافت می کند و جریان استفاده نشده می تواند به سایر هیدرولیک ها خدمت کند. 

چگونه واحدهای کنترل فرمان Blince BZZ در این دسته بندی ها قرار می گیرند؟

Blince واحدهای کنترل فرمان هیدرولیک سری BZZ خود را در دسته واحد کنترل فرمان هیدرولیک (SCU) به بازار عرضه می کند و آنها را برای خودروهای با سرعت کم و سنگین با گشتاور کنترل پایین و پاسخ مستقل از بار توصیف می کند.  
هنگام ساختن مشخصات یا صفحات محتوا، معمولاً نام محصول را با اصطلاحات نوع مدار صحیح (مرکز باز / مرکز بسته / LS، واکنش / عدم واکنش) از تعاریف سازنده جفت می‌کنید تا از کاربرد نادرست جلوگیری کنید.