Hydrauliset ohjausyksiköt – joita kutsutaan usein hydraulisiksi ohjausyksiköiksi, hydrostaattisiksi ohjausyksiköiksi tai orbitaalisiksi ohjausyksiköiksi (Orbitrol-tyyppi) – ovat hydraulisen ohjausjärjestelmän 'komentokeskus'. Ne muuttavat pienen ohjauspyörän sisääntulon tarkasti mitatuksi öljyvirtaukseksi, joka liikuttaa ohjaussylinteriä, jolloin raskaita koneita on helppo ohjata kuormitettuna. Tällä on merkitystä erityisesti traktoreille, harvestereille, kuormaajille, trukkeille ja erikoisajoneuvoille, jotka työskentelevät pitkiä työvuoroja venäjänkielisillä Euraasian markkinoilla ja espanjankielisillä Belt & Road -projektialueilla, joissa luotettavuus, huollettavuus ja oikea pumppujen sovitus ratkaisevat usein kokonaiskäyttökustannukset.
Monia ostajia ja insinöörejä hämmentää se, että ohjausyksiköt kuvataan kahdella päällekkäisellä tavalla: keskityyppi (avoin keskus, suljettu keskipiste, kuorman tunnistus) ja palautekäyttäytyminen (reaktio vs. reagoimattomuus). Danfoss, johtava hydraulisten ohjausyksiköiden valmistaja, luettelee selkeästi yleiset versiot, kuten avoimen keskuksen reagoimattomuus, avoimen keskuksen reaktio, suljetun keskuksen reagoimattomuus ja kuormantunnistin (LS). Tässä oppaassa selitetään kunkin tyypin määritelmät, toimintaperiaatteet, hyvät ja huonot puolet ja tyypilliset sovellukset sekä sovitetaan terminologia toimittajan kategorioiden nimeämisen ja St-hydrauliikan Z-sarjan Hydraitlicen Z-sarjan Hydra Blinice-ohjausjärjestelmän kanssa. ohjausyksiköt.
Hydraulisen ohjausyksikön perusteet ja avainsanasto
Tyypillinen hydrostaattinen ohjausyksikkö yhdistää pyörivän ohjausventtiilin (puola-/holkkiventtiili vääntöelementillä) ja pyörivän annosteluelementin (usein gerotori/kiertomittari). Kun käännät ohjauspyörää, venttiilit mittaavat virtauksen verrannollisesti ja ohjaavat öljyn vasempaan tai oikeaan sylinteriporttiin; kun pysähdyt, yksikkö palaa vapaalle ja pitää tai hallitsee virtausta kokoonpanostaan riippuen. Danfossin teknisessä kirjallisuudessa nämä yksiköt kuvataan 'hydrostaattisiksi ohjausyksiköiksi', joita tarjotaan useissa muunnelmissa erilaisille hydraulipiireille ja ohjauskäyttäytymiselle.
Piirikaavioissa ja ohjausyksikön kotelossa nämä portit ovat niitä, joita näet useimmiten:
P (paine / pumppu) : syöttö pumpusta tai prioriteettiventtiilistä
T (Tank / Return) : paluu säiliöön
L ja R (vasen/oikea työportit) : ohjaussylinterin kammioihin (joskus merkitty A/B)
LS (Load Sensing) : signaaliportti LS-järjestelmissä (vain LS-ohjausyksiköissä)
Monet ohjausyksikköperheet voidaan tilata myös sisäänrakennetuilla venttiilitoiminnoilla, kuten paineenalennus, työporttien isku-/imuventtiilit ja takaisku-/takaiskuventtiilit mallista ja kokoonpanosta riippuen. Danfoss ottaa huomioon valinnaiset porttiliitäntästandardit (ISO/SAE/DIN) ja integroidut venttiilitoiminnot useissa eri tyypeissä, mikä on tärkeää vientikoneille ja rajatylittävälle varaosien hankinnalle.
Alla on yksinkertaistettu 'henkinen malli' kaavio siitä, miten keskustyypit eroavat neutraalissa:
AUKI KESKUS (neutraali): P -----> T (jatkuva virtausreitti auki) L/R: tyypillisesti pidetty/estetty (riippuu reaktion suunnittelusta) SULJETTU KESKUS (neutraali): P X (estetty / ei läpivirtausta) V/ADNS: tyypillisesti hallitu (nolla): P: syötetään prioriteetin/LS-pumppulogiikan kautta LS -----> T (LS-signaali ilmattu vapaalla)
Tämä neutraali käyttäytyminen on ydin, miksi pumpun yhteensovittamisesta ei voida neuvotella: avoin keskus odottaa jatkuvaa virtausta kiinteältä pumpulta, kun taas suljettu keskus/LS on suunniteltu vaihtelevan tai prioriteettiohjatun toimituksen ympärille.
Avokeskiohjausyksiköt ja avoimet keskiohjausjärjestelmät
Määritelmä ja järjestelmän tarkoitus
Avokeskiohjausyksikössä on avoin liitäntä pumpun ja säiliön välillä vapaa-asennossa, ja sitä käytetään avoimessa keskiohjausjärjestelmissä, joissa käytetään tyypillisesti kiinteätilavuuspumppua. Danfoss ilmoittaa tämän suoraan: avoimen keskusohjausyksiköissä on avoin pumpun ja säiliön välinen liitäntä vapaalla, ja avoimen keskuksen järjestelmissä käytetään kiinteätilavuuspumppuja.
Hydromot käyttää samanlaista sanamuotoa: 'Open Center' tarkoittaa, että yksikkö on tarkoitettu avoimiin järjestelmiin ja neutraalissa pumpun ja säiliön välillä on avoin yhteys.
Toimintaperiaate
Vapaalla pumpun virtaus kulkee ohjausyksikön läpi takaisin säiliöön pitäen järjestelmän paineen suhteellisen alhaisena. Kun kuljettaja kääntää ohjauspyörää, pyörivä venttiili mittaa ja ohjaa virtauksen vasemmalle tai oikealle liikuttamalla sylinteriä ja kääntämällä pyöriä. Tämä arkkitehtuuri tarjoaa välittömän ohjausvasteen, kun pyörän pyöriminen alkaa, ja Danfoss korostaa 'välitöntä reaktiota' avoimen keskusohjausjärjestelmän ominaisuutena, jossa on avoimet keskiohjausyksiköt.
Edut
Avoin keskiohjaus valitaan usein kestävyyden ja yksinkertaisen huollon vuoksi:
Yksinkertaisempi piiriintegrointi kiinteätilavuuspumpuilla (vähemmän ohjauselementtejä kuin LS/suljettu keskus).
Todistettu soveltuvuus traktoreihin, harvestereihin, trukkeihin, urakoitsijakoneisiin ja erikoisajoneuvoihin avoimessa ohjausjärjestelmässä.
Laaja kaupallinen saatavuus yleisissä 'ON/OR' -versioissa (avoin keskustan reagoimattomuus / avoimen keskuksen reaktio).
Haitat
Ydinratkaisu on energia ja lämpö:
Kiinteä pumppu syöttää virtausta jatkuvasti; vapaalla virtaus palaa säiliöön sen sijaan, että tekisi hyödyllistä työtä, mikä lisää polttoaineen kulutusta ja lämpökuormitusta pitkien käyttöjaksojen aikana. (Tämä on luonnostaan 'avoin yhteys pumpun ja säiliön välillä' vapaalla.)
Monitoimikoneissa avoin keskusohjaus ilman prioriteettihallintaa voi olla vähemmän tehokasta kuin LS-arkkitehtuurit, jotka on suunniteltu jakamaan pumppuja piirien välillä.
Tyypillisiä sovelluksia
Avokeskiohjausyksiköt ovat edelleen yleisiä koneissa, jotka on rakennettu kiinteätilavuuspumppujen ympärille ja kustannusherkkään kokoonpanoon: vanhemmissa traktoreissa, perusmaatalouskoneissa, trukeissa ja yksinkertaisissa urakoitsijaajoneuvoissa. Danfoss listaa traktorit, harvesterit, haarukkatrukit ja urakoitsija-/erikoisajoneuvot sovelluksina ohjausyksikköperheille, joita tarjotaan avoimen keskusversiona.
Suljetut keskiohjausyksiköt ja suljetut keskiohjausjärjestelmät
Määritelmä ja järjestelmän tarkoitus
Suljettu keskiohjausyksikkö on tukossa P-portissa (pumppu) vapaalla, ja suljetut keskiohjausjärjestelmät vaativat vaihtelevan öljyn virtauksen (eli vaihtelevaa syöttöä/ohjattua syöttöä jatkuvan avoimen paluuvirtauksen sijaan). Danfoss kuvailee suljetut keskiohjausyksiköt täsmälleen näin: P on tukossa vapaalla ja vaaditaan muuttuvaa öljyvirtausta. 5
Tämä määritelmä on koko aiheen tärkein yhteensopivuussääntö: suljetut keskusyksiköt eivät ole vain 'eri merkki' - ne olettavat erilaisen pumppu/syöttöstrategian kuin avoimen keskuksen.
Toimintaperiaate
Vapaa-asennossa ohjausyksikkö estää läpivirtauksen pumppuportissa (P on tukossa), joten virtauksen tarve putoaa lähelle nollaa. Kun ohjaus tapahtuu, yksikkö mittaa ja ohjaa öljyä vasemmalle tai oikealle suhteessa ohjaustuloon, ja pumppu/kompensointijärjestelmä syöttää vain sen, mitä ohjaamiseen tarvitaan.
Edut
Suljettu keskiohjaus valitaan usein tehokkuuden ja lämmönhallinnan vuoksi:
Pienentyneet nolla-/tyhjäkäyntivirtaushäviöt, koska P on tukossa vapaalla (vähemmän jatkuvaa kierrätystä säiliöön kuin avoin keskus).
Parempi kohdistus muuttuvien toimitusstrategioiden kanssa, jotka ovat yleisiä nykyaikaisessa koneen hydrauliikkasuunnittelussa (erityisesti kun useat piirit jakavat pumpun kompensointilogiikan avulla).
Haitat
Kompromissi on järjestelmän kehittyneisyys ja oikean sovituksen hinta:
Edellyttää yhteensopivaa syöttöstrategiaa ('muuttuva öljyvirtaus') – yleensä painekompensoitu tai virtaus- ja painekompensoitu pumppu tai vastaava ohjattu syöttöjärjestely.
Suljetun keskiohjausyksikön väärin sovittaminen avoimen keskiosan kiinteään pumppupiiriin voi aiheuttaa epävakaa ohjaussuorituskykyä tai liiallista lämpö-/painekäyttäytymistä, koska yksikkö on suunniteltu estämään P vapaalla.
Tyypillisiä sovelluksia
Suljetun keskiosan ohjausyksiköitä käytetään nykyaikaisissa laitearkkitehtuureissa, joissa ohjaus on osa ohjattua hydraulista 'ekosysteemiä', ja usein korkeammat odotukset tehokkuudesta ja lämpöstabiilisuudesta. Danfoss sisällyttää ohjausyksiköiden saatavuusluetteloihinsa suljetun keskustan variantteja avoimen keskus- ja LS-konfiguraatioiden ohella.
Kuorman tunnistavat ohjausyksiköt ja LS-prioriteettiohjauspiirit
Määritelmä ja mikä tekee LS:stä ainutlaatuisen
Kuorman tunnistavassa ohjausyksikössä on ylimääräinen LS (load Sensing) -liitäntä, joka välittää kuorman painesignaalin ohjausyksiköstä prioriteettiventtiiliin ja/tai LS-pumppuun. Danfoss selittää, että LS-ohjausyksiköissä on tämä ylimääräinen LS-portti; LS-signaali ohjaa öljyn virtausta prioriteettiventtiilistä ja/tai LS-pumpusta ohjausyksikköön, ja LS-liitäntä on avoin säiliöön ohjausyksikön ollessa vapaalla.
Hydromot tiivistää järjestelmätason konseptin selkeästi: LS-ohjausyksiköissä ohjausjärjestelmä ja työhydrauliikka voidaan toimittaa yhteisellä pumpulla, ja prioriteettiventtiili varmistaa, että ohjaus on etusijalla.
Toimintaperiaate
Tyypillisessä LS-ohjauspiirissä ohjausyksikkö lähettää ohjaustarpeeseen verrannollisen LS-signaalin. Tämä signaali siirtää prioriteettiventtiiliä (tai ohjaa LS-pumppua), joten ohjaus saa taatun virtauksen ensin; ylimääräinen virtaus saatetaan muiden piirien käyttöön (työkoneet, puomit, aputoiminnot). Eaton/Char-Lynn-kirjallisuudessa korostetaan tämän arkkitehtuurin keskeisiä etuja: vain ohjausliikkeen vaatima virtaus menee ohjaamiseen, apupiireille on käytettävissä käyttämätöntä virtausta ja ohjauspiiri säilyttää virtauksen/paineen prioriteetin.
Danfoss erottaa myös kuorman tunnistavat staattiset ja kuorman tunnistavat dynaamiset ohjausjärjestelmät. Danfossin määritelmän mukaan dynaamisissa LS-järjestelmissä on jatkuva virtaus LS-liitännässä ohjausyksikköä kohti, vaikka ohjausyksikkö on vapaalla, kun taas staattisissa järjestelmissä ei (tällä erolla on merkitystä valittaessa oikeaa prioriteettiventtiilityyppiä).
Edut
LS-ohjausta käytetään laajasti edistyneessä mobiilihydrauliikassa, koska se parantaa sekä ohjauksen varmuutta että tehokkuutta:
Ohjauksen prioriteetti on suunniteltu piiriin LS-signaalin ja prioriteettiventtiililogiikan kautta.
Koneen kokonaistehokkuus on parantunut, koska käyttämätön virtaus ohjataan apupiireihin sen sijaan, että se tyhjennetään kevennyksen yli tai palautetaan turhaan säiliöön.
Soveltuu hyvin monitoimikoneisiin ja päivitysprojekteihin, joissa yhden pumpun on tuettava ohjausta ja työvälineitä.
Haitat
LS:n suorituskyky riippuu oikean järjestelmän suunnittelusta:
Enemmän putkistoa ja enemmän komponentteja (LS-linja, prioriteettiventtiilin mitoitus/sovitus, oikea ohjauspainestrategia). Eaton huomauttaa nimenomaisesti, että ohjauksen ohjausyksikkö ja prioriteettiventtiili on sovitettava yhteen halutun ohjausnopeuden ja vakauden saavuttamiseksi.
Staattisia vs dynaamisia LS-valintoja voidaan soveltaa väärin, jos asentaja ei ole varovainen, mikä johtaa epävakaisiin signaaleihin tai hitaisiin vasteisiin.
Tyypillisiä sovelluksia
LS-ohjaus on yleistä nykyaikaisissa traktoreissa, harvestereissa ja urakoitsijakoneissa, joissa ohjauksen tulee pysyä luotettavana myös muiden hydraulitoimintojen toimiessa. Danfossin ohjausyksikköperheisiin kuuluu LS-versioita, ja Eaton/Char-Lynn kuvaa LS-ohjausta jaettujen pumppujen ja prioriteettipiirien yhteydessä.
Reaktio vs ei-reaktio ohjausyksiköt ja mitä 'palaute' todella tarkoittaa
Määritelmät
Reaktioohjausyksiköt välittävät ulkoiset pyörävoimat takaisin ohjauspyörään: Danfoss määrittelee reaktion 'kaikki ohjattuihin pyöriin vaikuttavat ulkoiset voimat johtavat ohjauspyörän vastaavaan liikkeeseen, kun kuljettaja ei ohjaa'.
Reagoimattomat ohjausyksiköt estävät tämän käyttäytymisen: Danfoss määrittelee reagoimattomuuden olevan vastaavaa ohjauspyörän liikettä, kun kuljettaja ei ohjaa. Hydromot kohdistaa tämän ajatuksen termin 'kuormittamaton reaktio' alle, jossa todetaan, että pyöriin vaikuttavat ulkoiset voimat eivät laukaise ohjauspyörän pyörimisliikettä, kun ohjausyksikkö on vapaalla.
Mikä muuttuu laitteen sisällä
Reaktio vs. reagoimattomuus ei ole vain 'tuntumaa'; se muuttaa pyörän aiheuttaman paineen ja siirtymän hallintaa työporteissa. Reaktiomalleissa pyörävoimat voivat ajaa öljyä takaisin sisäreittejä pitkin, mikä pyörittää ohjauspyörää (ajotunne / takapotku). Reagoimattomissa malleissa ohjausyksikkö on konfiguroitu estämään pyörävoimia ohjaamasta ohjauspyörää taaksepäin vapaa-asennossa, mikä parantaa kuljettajan mukavuutta ja vakautta törmäyskuormituksen aikana.
Yksinkertaistettu käsitteellinen kaavio:
Reaktiotyyppi: Sylinterin paineen muutos -> sisäinen palaute -> ohjauspyörä liikkuu
Ei-reagointityyppi: Sylinteriportit eristetty/hallittu -> ohjauspyörä EI liiku
Edut ja haitat
Reaktioohjaus antaa informatiivista palautetta, mutta voi olla väsyttävää; reagoimattomuus parantaa mukavuutta, mutta vähentää tuntotietoa.
Insinööreille tärkeintä on valita turvallisuus, käyttäjän odotukset ja se, kuinka suuri 'takapotku' on hyväksyttävä koneluokkaan. Danfossin tuotteiden saatavuusluettelot näyttävät sekä reaktio- että reagoimattomuusvaihtoehdot samoissa ohjausyksikköperheissä, mikä osoittaa, että tämä on tarkoituksellinen suunnitteluvalinta pikemminkin kuin niche-ominaisuus. 1
Tyypillisiä sovelluksia
Reaktioohjausta suositaan usein silloin, kun kuljettajan palaute parantaa hallittavuutta epätasaisessa maastossa tai vaativassa ohjauksessa (esim. joissakin maatalous- ja off-road-sovelluksissa).
Reagoimatonta ohjausta käytetään laajalti, kun mukavuus ja takapotkun vähentäminen ovat etusijalla (yleistä monissa raskaissa koneissa), ja se on yksi yleisimmistä avoimen keskustan, suljetun keskipisteen ja LS-konfiguraatioista.
Käytännön valintalista
Aloita pumpun ja koneen arkkitehtuurista ja tarkenna sitten:
Vahvista hydraulikeskuksen vaatimus: avoin keskus vs. suljettu keskus vs. LS. 5
Päätä palautekäyttäytyminen: reagointi vs. reagoimattomuus käyttäjän mieltymysten ja koneympäristön perusteella. 4
Määritä portit ja standardit: ISO/SAE/DIN-porttivaihtoehdot voivat vaikuttaa kenttähuoltoon ja letkuliittimiin vientiprojekteissa. 1
Valitse integroidut venttiilitoiminnot tarpeen mukaan (poisto-, isku-/imuventtiilit, takaiskuventtiilit), erityisesti kovia iskuja ja turvallisuutta varten. 3
Tarkista pyörillä varustettujen maansiirtokoneiden ohjausturvallisuusvaatimukset: ISO 5010:2019 määrittelee ohjausjärjestelmän testit ja suorituskykykriteerit pyörillä varustetuille maansiirtokoneille ja kattaa ohjaus- ja ajotoimintoihin liittyvät vaarat.
FAQ
Mikä on paras hydraulinen ohjausyksikkötyyppi venäjänkielisen Euraasian konekantoihin?
Monissa vanhoissa traktoreissa ja yksinkertaisissa hyötykoneissa avoin keskiohjaus on edelleen yleistä, koska se sopii kiinteätilavuuspumppuihin ja käyttää avointa pumpun ja säiliön välistä yhteyttä vapaalla.
Uudemmissa koneissa, joissa ohjaus- ja työtoimintojen välillä on yhteinen pumppu, kuorman tunnistava ohjaus on usein suositeltava arkkitehtuuri, koska prioriteettiventtiili varmistaa ohjauksen prioriteetin samalla, kun se ohjaa käyttämättömän virtauksen apupiireihin.
Miten espanjankielisillä markkinoilla selitän asiakkaille 'avoin keskiohjaus' vs. 'suljettu keskiohjaus'?
Valmistajan määritelmien mukainen käytännöllinen selitys on seuraava: avoin keskus tarkoittaa, että piiri sallii pumpun virtauksen takaisin säiliöön nolla-asennossa, kun taas suljettu keskus tarkoittaa, että syöttö (P) on estetty vapaalla ja järjestelmä vaatii vaihtelevan öljyn virtauksen.
Tämä sanamuoto on usein helpompi kaksikielisille myyntitiimeille, koska se keskittyy suoraan ajettaessa tapahtuviin venttiilien sisäisen geometrian sijaan.
Milloin hankkeessa tulisi valita reaktioohjaus vai ei-reaktioohjaus epätasaisille kohteille (kaivos, metsätalous, tienrakennus)?
Jos kuljettajan hyöty 'tientuntumasta' on tärkeä ja ohjauspyörän liike ulkoisista pyörävoimista on hyväksyttävää, reaktioohjaus mahdollistaa tämän käyttäytymisen suunnitelmallisesti.
Jos mukavuus, vähentynyt takapotku ja ohjauksen vakaus ovat tärkeämpiä – yleistä raskaissa työjaksoissa – reagoimaton ohjaus estää pyörän voimia kääntämästä ohjauspyörää, kun kuljettaja ei ohjaa.
Mitä 'kuormantunnistusohjaus' tarkoittaa yhdellä lauseella paikalliselle hakukoneoptimoijalle Latinalaisessa Amerikassa ja Euraasiassa?
Se tarkoittaa, että ohjausyksikössä on LS-signaaliportti, joka lähettää kuormapainesignaalin prioriteettiventtiiliin ja/tai LS-pumppuun, joten ohjaus saa tarvitsemansa virtauksen ensin ja käyttämätön virtaus voi palvella muuta hydrauliikkaa.
Miten Blince BZZ -sarjan ohjausyksiköt sopivat näihin luokkiin?
Blince markkinoi BZZ-sarjan hydrauliset ohjausyksiköt Hydraulic Steering Control Unit (SCU) -kategoriassa ja kuvaa niitä hitaille nopeuksille raskaille ajoneuvoille, joilla on alhainen ohjausmomentti ja kuormituksesta riippumaton vaste.
Kun rakennat teknisiä tietoja tai sisältösivuja, yhdistät yleensä kyseisen tuotteen nimen oikean piirityypin terminologiaan (avoin keskus / suljettu keskus / LS, reaktio / ei-reaktio) virheellisen käytön välttämiseksi.
