Hidravlične krmilne enote — pogosto imenovane hidravlične krmilne enote, hidrostatične krmilne enote ali orbitalne krmilne enote (tip Orbitrol) — so 'ukazni center' hidravličnega krmilnega sistema. Majhen vnos volana spremenijo v natančno odmerjen pretok olja, ki premika krmilni valj, zaradi česar je težke stroje enostavno krmiliti pod obremenitvijo. To je pomembno zlasti za traktorje, kombajne, nakladalce, viličarje in posebna vozila, ki delajo v dolgih izmenah na rusko govorečih evrazijskih trgih in špansko govorečih projektnih regijah Belt & Road, kjer zanesljivost, uporabnost in pravilno ujemanje črpalk pogosto odločajo o skupnih operativnih stroških.
Kar zmede številne kupce in inženirje, je, da so krmilne enote opisane na dva načina, ki se prekrivata: sredinski tip (odprto središče, zaprto središče, zaznavanje obremenitve) in povratno vedenje (reakcija proti nereakciji). Danfoss – vodilni proizvajalec hidravličnih krmilnih enot – izrecno navaja običajne različice, kot so nereakcija z odprtim središčem, reakcija z odprtim središčem, nereakcija z zaprtim središčem in zaznavanje obremenitve (LS). Ta priročnik pojasnjuje vsako vrsto z definicijami, delovnimi principi, prednostmi/slabostmi in tipičnimi aplikacijami, hkrati pa usklajuje terminologijo z imeni kategorij dobaviteljev, kot sta Blinceova kategorija izdelkov krmilne enote za hidravlično krmiljenje in BZZ. serijske hidravlične krmilne enote.
Osnove hidravlične krmilne enote in ključni besednjak
Običajna hidrostatična krmilna enota združuje rotacijski regulacijski ventil (ventil s tuljavo/pušo s torzijskim elementom) in rotacijski merilni element (pogosto gerotor/rotacijski merilnik). Ko zavrtite volan, merilniki ventilov tečejo sorazmerno in usmerjajo olje v levo ali desno odprtino valja; ko se ustavite, se enota vrne v nevtralni položaj in zadrži ali upravlja pretok, odvisno od svoje konfiguracije. Danfossova tehnična literatura opisuje te enote kot 'hidrostatične krmilne enote', ki so na voljo v več različicah za različne hidravlične kroge in krmiljenje.
V diagramih vezij in na ohišju krmilne enote boste najpogosteje videli ta vrata:
P (tlak / črpalka) : dovod iz črpalke ali iz prednostnega ventila
T (Tank / Return) : vrnitev v rezervoar
L in R (leva/desna delovna odprtina) : v komore krmilnega valja (včasih označene z A/B)
LS (Load Sensing) : signalna vrata v sistemih LS (prisotna samo na krmilnih enotah LS)
Številne družine krmilnih enot je mogoče naročiti tudi z vgrajenimi funkcijami ventilov, kot so razbremenitev tlaka, udarni/sesalni ventili na delovnih odprtinah in povratni/nepovratni ventili, odvisno od modela in konfiguracije. Danfoss opozarja na izbirne standarde priključkov vrat (ISO/SAE/DIN) in vgrajene funkcije ventilov v številnih vrstah, kar je pomembno za izvozne stroje in čezmejno pridobivanje rezervnih delov.
Spodaj je poenostavljen diagram 'mentalnega modela', ki prikazuje, kako se tipi središč razlikujejo v nevtralnem:
ODPRTO SREDIŠČE (nevtralno): P -----> T (odprta stalna pretočna pot) L/D: običajno zadržano/blokirano (odvisno od zasnove reakcije) ZAPRTO SREDIŠČE (nevtralno): P X (blokirano/brez pretoka) L/D: običajno zadržano/blokirano (delovna vrata upravljajo načrtno) ZAZNAVANJE OBREMENITVE (nevtralno): P: napajano preko logike črpalke prioriteta/LS LS -----> T (signal LS odzračen v nevtralnem položaju)
To nevtralno vedenje je bistvo, zakaj se o ujemanju črpalk ni mogoče pogajati: odprto središče pričakuje neprekinjen pretok od fiksne črpalke, zaprto središče/LS pa so zasnovani okoli spremenljivega dovajanja ali prednostno nadzorovanega dovajanja.
Odprte sredinske krmilne enote in odprti sredinski krmilni sistemi
Definicija in namen sistema
Krmilna enota z odprtim središčem ima odprto povezavo med črpalko in rezervoarjem v nevtralnem položaju in se uporablja v krmilnih sistemih z odprtim središčem, ki običajno uporabljajo črpalko s fiksno prostornino. Danfoss to neposredno navaja: krmilne enote z odprtim središčem imajo odprto povezavo med črpalko in rezervoarjem v nevtralnem položaju, sistemi z odprtim središčem pa uporabljajo črpalke s fiksno prostornino.
Hydromot uporablja podobno besedilo: 'Odprto središče' pomeni, da je enota namenjena odprtim sistemom, v nevtralnem položaju pa je odprta povezava med črpalko in rezervoarjem.
Načelo delovanja
V nevtralnem položaju pretok črpalke teče skozi krmilno enoto nazaj v rezervoar, s čimer ohranja sistemski tlak relativno nizek. Ko operater obrača volan, vrtljivi ventil meri in usmerja pretok v L ali R, premika valj in obrača kolesa. Ta arhitektura zagotavlja takojšen odziv krmiljenja, ko se kolesa začnejo vrteti, in Danfoss poudarja 'takojšnjo reakcijo' kot značilnost krmilnih sistemov z odprtim središčem s krmilnimi enotami z odprtim središčem.
Prednosti
Odprto sredinsko krmiljenje je pogosto izbrano zaradi robustnosti in enostavnega vzdrževanja:
Enostavnejša integracija vezja s črpalkami s fiksno prostornino (manj krmilnih elementov kot LS/zaprto središče).
Dokazana primernost za traktorje, kombajne, viličarje, pogodbene stroje in posebna vozila v krmilnih sistemih odprtega kroga.
Široka komercialna razpoložljivost v običajnih različicah 'ON/OR' (nereakcija z odprtim središčem / reakcija z odprtim središčem).
Slabosti
Glavni kompromis sta energija in toplota:
Fiksna črpalka teče neprekinjeno; v nevtralnem položaju se ta tok vrne v rezervoar, namesto da bi opravil koristno delo, kar poveča porabo goriva in toplotno obremenitev v dolgih delovnih ciklih. (To je inherentna posledica 'odprte povezave med črpalko in rezervoarjem' v nevtralnem položaju.)
Pri večfunkcijskih strojih je krmiljenje z odprtim središčem brez prednostnega upravljanja lahko manj učinkovito od arhitektur LS, ki so zasnovane za souporabo črpalk med vezji.
Tipične aplikacije
Krmilne enote z odprtim središčem so še vedno običajne pri strojih, zgrajenih okoli črpalk s fiksno prostornino in stroškovno občutljivih konfiguracijah: starejših traktorjih, osnovnih kmetijskih strojih, viličarjih in enostavnih vozilih izvajalcev. Danfoss navaja traktorje, kombajne, viličarje in izvajalska/posebna vozila kot aplikacije za družine krmilnih enot, ki so na voljo v različicah z odprtim središčem.
Krmilne enote z zaprto sredino in krmilni sistemi z zaprto sredino
Definicija in namen sistema
Zaprta sredinska krmilna enota je blokirana na odprtini P (črpalka) v nevtralnem položaju, zaprti sredinski krmilni sistemi pa zahtevajo spremenljiv pretok olja (tj. spremenljivo dovajanje/nadzorovano dovajanje namesto stalnega odprtega povratnega toka). Danfoss opisuje krmilne enote z zaprtim središčem natanko tako: P je blokiran v nevtralnem položaju in potreben je spremenljiv pretok olja. 5
Ta definicija je najpomembnejše pravilo združljivosti v celotni temi: enote z zaprtim središčem niso preprosto 'različna oznaka' – predpostavljajo drugačno strategijo črpalke/dovoda kot odprto središče.
Načelo delovanja
V nevtralnem položaju krmilna enota preprečuje pretok na odprtini črpalke (P je blokiran), zato zahteva po pretoku pade skoraj na nič. Ko pride do krmiljenja, enota meri in usmerja olje v L ali R sorazmerno z vhodom krmiljenja, črpalka/kompenzacijski sistem pa dobavlja samo tisto, kar je potrebno za krmiljenje.
Prednosti
Zaprto sredinsko krmiljenje je pogosto izbrano zaradi učinkovitosti in toplotnega nadzora:
Zmanjšane izgube pretoka v nevtralnem/prostem teku, ker je P blokiran v nevtralnem položaju (manj konstantna recirkulacija v rezervoar kot odprto središče).
Boljša usklajenost s strategijami spremenljivega dovajanja, ki so običajne pri hidravlični zasnovi sodobnih strojev (zlasti tam, kjer si več krogov deli črpalko prek kompenzacijske logike).
Slabosti
Kompromis je prefinjenost sistema in cena pravilnega ujemanja:
Zahteva združljivo strategijo oskrbe ('spremenljiv pretok olja')—običajno črpalko s kompenzacijo tlaka ali črpalko s kompenzacijo pretoka in tlaka ali enakovredno nadzorovano oskrbovalno napravo.
Napačno usklajevanje krmilne enote z zaprtim središčem in krogotokom fiksne črpalke z odprtim središčem lahko povzroči nestabilno delovanje krmiljenja ali prekomerno toploto/tlak, ker je enota zasnovana tako, da blokira P v nevtralnem položaju.
Tipične aplikacije
Krmilne enote z zaprtim središčem se uporabljajo v sodobnih arhitekturah opreme, kjer je krmiljenje del nadzorovanega hidravličnega 'ekosistema', pogosto z višjimi pričakovanji glede učinkovitosti in toplotne stabilnosti. Danfoss vključuje različice z zaprtim središčem na svoje sezname razpoložljivosti krmilnih enot poleg konfiguracij z odprtim središčem in LS.
Krmilne enote za zaznavanje obremenitve in prednostna krmilna vezja LS
Opredelitev in kaj dela LS edinstveno
Krmilna enota z zaznavanjem obremenitve vključuje dodatno povezavo LS (zaznavanje obremenitve), ki prenaša signal tlaka obremenitve od krmilne enote do prednostnega ventila in/ali črpalke LS. Danfoss pojasnjuje, da imajo krmilne enote LS ta dodatna vrata LS; signal LS nadzira pretok olja od prednostnega ventila in/ali črpalke LS do krmilne enote, povezava LS pa je odprta za rezervoar, ko je krmilna enota v nevtralnem položaju.
Hydromot jasno povzema koncept sistemske ravni: v krmilnih enotah LS lahko krmilni sistem in delovno hidravliko napaja skupna črpalka, prednostni ventil pa zagotavlja, da ima krmiljenje prednost.
Načelo delovanja
V tipičnem krmilnem krogu LS krmilna enota pošlje signal LS sorazmeren s krmilno zahtevo. Ta signal premakne prednostni ventil (ali ukaz črpalki LS), tako da krmiljenje najprej prejme zagotovljen pretok; presežni pretok je na voljo drugim tokokrogom (priključki, roke, pomožne funkcije). Literatura Eaton/Char‑Lynn poudarja ključne prednosti te arhitekture: samo pretok, ki ga zahteva manever krmiljenja, je namenjen krmiljenju, neuporabljen pretok je na voljo za pomožna vezja, krmilno vezje pa ohranja prednost pretoka/tlaka.
Danfoss prav tako razlikuje statične krmilne sisteme z zaznavanjem obremenitve in dinamične krmilne sisteme z zaznavanjem obremenitve. Po Danfossovi definiciji imajo dinamični sistemi LS stalen pretok v povezavi LS proti krmilni enoti, tudi ko je krmilna enota v nevtralnem položaju, medtem ko statični sistemi ne (ta razlika je pomembna pri izbiri pravilne vrste prednostnega ventila).
Prednosti
Krmiljenje LS se pogosto uporablja v napredni mobilni hidravliki, ker izboljšuje zanesljivost in učinkovitost krmiljenja:
Prednost krmiljenja je vgrajena v vezje prek signala LS in logike prednostnega ventila.
Izboljšana splošna učinkovitost stroja, ker se neuporabljen pretok dodeli pomožnim tokokrogom, namesto da bi se odvrgel čez relief ali nesmiselno vrnil v rezervoar.
Močno prileganje za večfunkcijske stroje in projekte nadgradnje, kjer mora ena sama črpalka podpirati krmiljenje in priključke.
Slabosti
Delovanje LS je odvisno od pravilne zasnove sistema:
Več vodovodnih napeljav in več komponent (linija LS, prednostno dimenzioniranje/usklajevanje ventilov, pravilna strategija krmilnega tlaka). Eaton izrecno opozarja, da morata biti krmilna krmilna enota in prednostni ventil usklajena, da dosežete želene stopnje krmiljenja in stabilnost.
Izbire statične proti dinamični LS se lahko napačno uporabijo, če monter ni previden, kar vodi do nestabilnih signalov ali počasnega odziva.
Tipične aplikacije
Krmiljenje LS je običajno pri sodobnih traktorjih, žetvenih strojih in strojih izvajalcev, kjer mora krmiljenje ostati zanesljivo tudi med delovanjem drugih hidravličnih funkcij. Družine krmilnih enot Danfoss vključujejo različice LS, Eaton/Char‑Lynn pa opisuje krmiljenje LS v kontekstu skupnih črpalk in prednostnih tokokrogov.
Reakcijske proti nereakcijskim krmilnim enotam in kaj v resnici pomeni 'povratna informacija'.
Definicije
Reakcijske krmilne enote prenašajo zunanje kolesne sile nazaj na volan: Danfoss definira reakcijo kot 'vse zunanje sile, ki delujejo na krmiljena kolesa, povzročijo ustrezno premikanje volana, ko voznik ne krmili.'
Nereakcijske krmilne enote blokirajo to vedenje: Danfoss opredeljuje nereakcija kot brez ustreznega gibanja volana, ko voznik ne krmili. Hydromot to zamisel povezuje z izrazom 'reakcija brez obremenitve', ki navaja, da zunanje sile, ki delujejo na kolesa, ne sprožijo rotacijskega gibanja na volanu, ko je krmilna enota v nevtralnem položaju.
Kaj se spremeni znotraj enote
Reakcija proti ne-reakciji ni samo 'občutek'; spremeni način upravljanja tlaka in premika, ki ga povzročajo kolesa, na delovnih odprtinah. Pri reakcijskih zasnovah lahko kolesne sile poganjajo olje nazaj skozi notranje poti, ki vrtijo volan (občutek na cestišču/povratni udarec). Pri nereakcijskih zasnovah je krmilna enota konfigurirana tako, da preprečuje, da bi kolesne sile poganjale volan nazaj, ko je v prostem teku, kar izboljša udobje in stabilnost operaterja med udarnimi obremenitvami.
Poenostavljen konceptualni diagram:
Vrsta reakcije: sprememba tlaka v valju -> notranja povratna informacija -> volan se premakne
Vrsta brez reakcije: odprtine cilindra izolirane/upravljane -> volan se NE premika
Prednosti in slabosti
Reakcijsko krmiljenje zagotavlja informativne povratne informacije, vendar je lahko naporno; neodzivnost izboljša udobje, vendar zmanjša otipne informacije.
Za inženirje je ključna izbira glede na varnost, pričakovanja operaterja in koliko 'povratnega udarca' je sprejemljivo za kategorijo stroja. Danfossovi seznami razpoložljivosti izdelkov prikazujejo možnosti odziva in nereakcije znotraj istih družin krmilnih enot, kar kaže, da je to namerna izbira zasnove in ne nišna funkcija. 1
Tipične aplikacije
Reakcijsko krmiljenje ima pogosto prednost, kadar povratne informacije operaterja izboljšajo vodljivost na neravnem terenu ali med zahtevnim manevriranjem (npr. pri nekaterih kmetijskih in terenskih aplikacijah).
Nereakcijsko krmiljenje se pogosto uporablja, kjer sta udobje in zmanjšan povratni udarec prednostna naloga (pogosto pri mnogih težkih strojih), in je izrecno ena najpogostejših različic, ki so na voljo v konfiguracijah odprtega središča, zaprtega središča in LS.
Praktični kontrolni seznam za izbiro
Začnite z arhitekturo črpalke in stroja, nato pa izboljšajte:
Potrdite zahtevo glede hidravličnega središča: odprto središče proti zaprtemu središču proti LS. 5
Odločite se o vedenju s povratnimi informacijami: odziv ali neodziv na podlagi preferenc operaterja in okolja stroja. 4
Določite priključke in standarde: Možnosti priključkov ISO/SAE/DIN lahko vplivajo na servisiranje na terenu in priključke za cevi pri izvoznih projektih. 1
Po potrebi izberite integrirane funkcije ventila (razbremenilni, udarni/sesalni ventili, kontrolni ventili), zlasti za močne udarce in varnost. 3
Preverite ustrezne varnostne zahteve za krmiljenje strojev za zemeljska dela na kolesih: ISO 5010:2019 določa preskuse krmilnega sistema in merila delovanja za stroje za zemeljska dela na kolesih in zajema nevarnosti, povezane s funkcijami krmiljenja in vožnje.
pogosta vprašanja
Katera je najboljša vrsta hidravlične krmilne enote za strojne parke v rusko govoreči Evraziji?
Pri mnogih starih traktorjih in preprostih pomožnih strojih je odprto sredinsko krmiljenje še vedno običajno, ker se ujema s črpalkami s fiksno prostornino in uporablja odprto povezavo med črpalko in rezervoarjem v nevtralnem položaju.
Za novejše stroje, ki si delijo črpalko med krmiljenjem in delovnimi funkcijami, je krmiljenje z zaznavanjem obremenitve pogosto prednostna arhitektura, ker prednostni ventil zagotavlja prednost krmiljenja, medtem ko neuporabljen pretok dodeli pomožnim tokokrogom.
Kako naj na špansko govorečih trgih strankam preprosto razložim 'krmiljenje z odprto sredino' v primerjavi z 'krmiljenjem z zaprto sredino'?
Praktična razlaga, skladna z definicijami proizvajalca, je: odprto središče pomeni, da tokokrog omogoča pretok črpalke nazaj v rezervoar v nevtralnem položaju, medtem ko zaprto središče pomeni, da je dovod (P) blokiran v nevtralnem položaju in sistem zahteva spremenljiv pretok olja.
To besedilo je pogosto lažje za dvojezične prodajne ekipe, ker se osredotoča na dogajanje pri vožnji naravnost in ne na notranjo geometrijo ventila.
Kdaj naj projekt izbere reakcijsko krmiljenje v primerjavi z nereakcijskim krmiljenjem za zahtevna delovišča (rudarstvo, gozdarstvo, gradnja cest)?
Če je korist 'občutka na cesti' za operaterja pomembna in je nekaj gibanja volana zaradi zunanjih kolesnih sil sprejemljivo, reakcijsko krmiljenje zagotavlja takšno vedenje po zasnovi.
Če so udobje, zmanjšan povratni udarec in stabilnost krmiljenja pomembnejši – kar je običajno pri težkih delovnih ciklih – krmiljenje brez reakcije preprečuje, da bi kolesne sile vrtele volan, ko voznik ne krmili.
Kaj pomeni 'krmiljenje z zaznavanjem obremenitve' v enem stavku za lokalni SEO v Latinski Ameriki in Evraziji?
To pomeni, da ima krmilna enota signalni priključek LS, ki pošilja signal tlaka obremenitve prednostnemu ventilu in/ali črpalki LS, tako da krmiljenje najprej pridobi pretok, ki ga potrebuje, neuporabljen pretok pa lahko služi drugi hidravliki.
Kako krmilne enote serije Blince BZZ spadajo v te kategorije?
Blince trži svoje hidravlične krmilne krmilne enote serije BZZ v kategoriji hidravlične krmilne krmilne enote (SCU) in jih opisuje za vozila z nizko hitrostjo, težka vozila z nizkim krmilnim navorom in odzivom, neodvisnim od obremenitve.
Pri izdelavi strani s specifikacijami ali vsebino običajno povežete to poimenovanje izdelka s pravilno terminologijo vrste vezja (odprto središče / zaprto središče / LS, reakcija / ne-reakcija) iz definicij proizvajalca, da se izognete napačni uporabi.
