شیرهای کنترل جهت، سیال هیدرولیک را از طریق یک قرقره داخلی هدایت می کنند. هنگامی که قرقره در مرکز قرار دارد (خنثی)، موقعیت های مختلف مرکز (O، H، Y، M) تعیین می کند که کدام پورت ها (درگاه های فشار، مخزن، محرک) متصل یا مسدود شده باشند. چهار نوع مركز مرسوم عبارتند از:
O-Type (مرکز بسته): همه پورت ها (P، A، B، T) در حالت خنثی مسدود شده اند و سیلندر را در جای خود قفل می کنند.
نوع H (مرکز باز/شناور): پورت P به اتصال T و A/B متصل می شود و به جریان پمپ مداوم به درگاه های مخزن و محرک اجازه می دهد تا با هم شناور شوند.
نوع M (Tandem/Unload Center): P→T باز (تخلیه پمپ) در حالی که A و B مسدود هستند، بنابراین پمپ تخلیه می شود اما محرک قفل می ماند.
نوع Y (مرکز شناور/دوستانه موتور): پورت P بسته است اما A/B به T متصل است و به محرکها اجازه میدهد بدون فشار برگشتی به مخزن بروند.
هر پیکربندی مرکز بین نگهداری بار و مصرف انرژی تعادل برقرار می کند . برای مثال، یک مرکز بسته/O-مرکز بارهای سنگین را به طور ایمن نگه میدارد (به قیمت فشار پمپ)، در حالی که یک مرکز باز/H جریان را برای صرفهجویی در مصرف انرژی تخلیه میکند. این تمایزها هنگام تعیین شیرهای کنترل جهت هیدرولیک و بلوک های شیر برای ماشین آلات بسیار مهم هستند. در بازارهای «کمربند و جاده» (مثلاً آمریکای لاتین، روسیه)، مهندسان معمولاً با این اصطلاحات در مشخصات شیر برقی و منیفولد برای تراکتورها، دروگرها و سکوهای معدن مواجه میشوند.
O-Type (مرکز بسته)
همه پورت ها مسدود شده اند: در موقعیت خنثی، پورت های پمپ (P)، مخزن (T) و محرک (A/B) ایزوله هستند. محرک هیدرولیک در جای خود قفل شده است (بدون مسیر جریان برای کاهش فشار).
نگهدارنده بار: از آنجایی که روغن نمی تواند تخلیه شود، سیلندر بار خود را نگه می دارد (ایده آل برای پرس های گیره، بالابرهای سنگین یا هر کاربرد دقیق در وضعیت نگه داشتن).
کمبود انرژی: پمپ به ایجاد فشار در برابر قرقره بسته ادامه می دهد و گرما تولید می کند. دریچه های مرکز بسته معمولاً برای مدیریت این فشار به پمپ های تسکینی یا متغیر نیاز دارند.
H-Type (Open/Float Center)
P→T Unloaded: در حالت خنثی، درگاه پمپ به مخزن متصل است، بنابراین پمپ بدون بار کار می کند و مصرف انرژی را کاهش می دهد.
شناور A↔B: پورت های محرک A و B به یکدیگر متصل می شوند، بنابراین سیلندرها یا موتورها آزادانه شناور می شوند . اگر نیروی خارجی بر روی یک استوانه وارد شود، سیال آزادانه بین A و B حرکت می کند.
صرفه جویی در انرژی، بدون نگه داشتن: جریان پمپ مدار را دور می زند و از تجمع گرما جلوگیری می کند. با این حال، بدون قفل هیدرولیک، عملگرها هیچ بار نگهداری ندارند. ادوات جابجا می شوند یا شناور می شوند مگر اینکه توسط یک شیر کنترل یا تعادل مسدود شوند.
مورد استفاده: رایج در مدارهای چند سوپاپ و ماشین آلات متحرک که در آن چندین محرک از یک پمپ مشترک استفاده می کنند (مثلاً مدارهای مشترک در دروگرها یا لیفتراک ها). همچنین امکان نادیده گرفتن دستی محرک ها را فراهم می کند (مثلاً چرخاندن آزاد موتور).
M-Type (مرکز پشت سر هم - بارگیری با قفل محرک)
Pump Unload + Lock: قرقره شورت در حالی که A و B را مسدود می کند، جریان P→T (مانند H-type) را پمپ می کند. این مرکز 'Tandem' محرک را قفل می کند (بدون جریان خارج از A/B) حتی وقتی پمپ تخلیه می شود.
بهره وری انرژی + ایمنی: این مرکز هیبریدی به پمپ اجازه می دهد در برابر بار کم (صرفه جویی در مصرف انرژی) در حالی که بار را محکم نگه داشته است کار کند. برای ایده آل است . پمپ های جابجایی ثابت که باید تخلیه شوند،
مورد استفاده: بالابرها یا جکهای سنگین (مثلاً تجهیزات معدنی یا ساختمانی) که در حالت خنثی نیاز به نگه داشتن بار دارند. به عنوان مثال، یک وینچ معدن یا شیر بالابر ممکن است از مرکز M استفاده کند تا درام موقعیت خود را حفظ کند اما پمپ آزاد شود.
Y-Type (مرکز شناور/موتور دوستانه)
محرک به مخزن: در حالت خنثی، P بسته است در حالی که A و B به مخزن متصل می شوند. سیلندر یا موتور به طور موثر شناور می شود (هر دو انتها به مخزن باز می شوند).
پایین آمدن نرم: از آنجایی که فشاری در A/B وجود ندارد (بدون فشار معکوس)، یک بار سنگین می تواند پایین بیاید یا یک موتور به آرامی تحت نیروی گرانش به سمت پایین حرکت کند. این از ضربه ناشی از فشار به دام افتاده جلوگیری می کند.
فشار پمپ حفظ می شود: پمپ فشار را می بیند اما جریانی ندارد (از آنجایی که P مسدود شده است)، بنابراین در عمل هنوز به مرحله کاهش فشار یا تخلیه نیاز است. نوع Y محفظه های محرک را به مخزن تخلیه می کند.
Use Case: معمولاً برای پایین آوردن کنترل شده استفاده می شود. به عنوان مثال، تابع شناور لودر جلو (Y-center) به سطل اجازه می دهد خطوط زمین را دنبال کند. بسیاری از ابزارهای تراکتور (مانند قلاب لیفتراک، کاشت کار) از شیرهای مرکز Y برای سقوط آزاد پس از بالا آمدن استفاده می کنند.
بلوکها و برنامههای دریچه یکپارچه
بلوکهای شیر هیدرولیک مدرن (منیفولدها) اغلب چندین بخش قرقره با انواع مرکزی مختلف را در یک بدنه قرار میدهند.
. به عنوان مثال، بلوک سوپاپ اصلی تراکتور ممکن است این موارد را داشته باشد: یک بخش O-center برای سیلندر فرمان (برای قفل کردن چرخ)، یک بخش M-center برای بالابر سنگین (برای نگه داشتن در هنگام تخلیه پمپ) و یک بخش در مرکز Y برای شناور ابزار (برای پایین آوردن اتصالات). بلوک تعبیه شده (تصویر) یک مجموعه چند سوپاپ (سری Blince HSG/K) را نشان می دهد که مرکز هر بخش را می توان به صورت جداگانه مشخص کرد.
مثالهای محصول: کاتالوگ Blince شامل شیرهای 4 طرفه دستی/سلونوئیدی است که برای تجهیزات کشاورزی و سنگین طراحی شدهاند. به عنوان مثال، یک شیر 4 طرفه 3 حالته برای تراکتورها ، و شیرهای تک بلوک با جوی استیک برای ادوات مزرعه، که هر کدام امکان انتخاب عملکرد مرکزی را فراهم می کند. چنین ماژولهای شیری نیازهای متنوعی را در ماشینهای کشاورزی و تجهیزات معدن برآورده میکنند و به متخصصان تدارکات کمک میکنند تا سیستمها را بسازند (مثلاً استفاده از شیرهای برقی برای ماشینهای کشاورزی که قرقره مرکزی مورد نیاز برای هر عملکرد را در خود جای داده است).
سوالات متداول
س: تفاوت بین شیرهای مرکز بسته (نوع O) و دریچه های مرکز باز (نوع H) چیست؟ A: یک دریچه مرکزی بسته، تمام پورت ها را در حالت خنثی مسدود می کند، محرک را قفل می کند و فشار را به دام می اندازد (مناسب برای موقعیت نگه داشتن). یک شیر مرکز باز پمپ را به مخزن متصل می کند و پورت های کاری (P→T, A↔B) را در حالت خنثی وصل می کند، بنابراین پمپ تخلیه می شود و محرک شناور می شود. مرکز بسته زمانی انتخاب می شود که نگهداری بار مورد نیاز باشد، در حالی که مرکز باز باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و جلوگیری از افزایش فشار در حالت بیکار می شود.
س: چرا از مرکز شناور (نوع Y) در ماشین آلات کشاورزی استفاده می شود؟ A: دریچه های Y-center (موتور پسند) دارای P بسته و A/B باز به مخزن هستند. این اجازه می دهد تا ابزار سقوط آزاد تحت گرانش با حداقل فشار. در عمل، تجهیزات مزرعه (به عنوان مثال لودرها، کاشتها) از قرقرههای مرکز Y برای پایین آوردن هموار اتصالات استفاده میکنند. از گیر افتادن روغن در محرک 'kick' جلوگیری می کند و به پمپ هیدرولیک کمک می کند تا وقتی اهرم دوباره حرکت می کند سریع واکنش نشان دهد.
س: 'مرکز پشت سر هم' (نوع M) به چه معناست و چه زمانی استفاده می شود؟ A: مرکز پشت سر هم (نوع M) به این معنی است که درگاه پمپ به مخزن ریخته می شود در حالی که پورت های محرک مسدود هستند. به عبارت دیگر، شیر پمپ را تخلیه می کند اما همچنان سیلندر را قفل می کند. این برای شیرهای با بار سنگین مفید است: پمپ بدون بار است (صرفه جویی در انرژی) اما سیلندر نگه داشته می شود (مثلاً جلوگیری از رانش بازوی حفار به پایین).
س: کدام نوع مرکز برای صرفه جویی در انرژی در یک سیستم چند محرک بهتر است؟ A: برای حداکثر تخلیه پمپ، از مرکز باز (نوع H) یا پشت سر هم (نوع M) استفاده می شود. مرکز H پمپ را تخلیه میکند و به محرکها اجازه شناور میدهد که برای سیستمهای چند مداری ایدهآل است. مرکز M همچنین پمپ را تخلیه می کند اما محرک ها را قفل نگه می دارد. انتخاب بین آنها بستگی به این دارد که آیا به نگهداری بار (نوع M) نیاز دارید یا نه (نوع H). در هر صورت، این تنظیمات زمانی که ماشین به طور فعال بارها را جابجا نمی کند، اتلاف انرژی را کاهش می دهد.
س: چگونه می توانم نوع مرکز مناسب را هنگام سفارش شیرهای هیدرولیک مشخص کنم؟ پاسخ: به نیازهای برنامه خود نگاه کنید: اگر برای نگه داشتن محرک نیاز دارید، از مرکز بسته (O) یا پشت سر هم (M) استفاده کنید. اگر به قابلیت float-down نیاز دارید، از Y-center استفاده کنید. در بازارهای «کمربند و جاده» (آمریکای لاتین، روسیه و غیره)، کاتالوگها اغلب دریچهها را با گزینههای مرکزی 'O'، 'H' 'Y' یا 'M' فهرست میکنند. همیشه مرکز سوپاپ را با مدار خود مطابقت دهید: به عنوان مثال بلوک های سوپاپ تراکتورها اغلب یک O-center برای فرمان را با یک مرکز Y برای شناور لودر ترکیب می کنند.
