Description du produit
La valve directionnelle multivoies hydraulique de type divisé utilisée dans les excavatrices (appelée valve multivoies) est le « centre de contrôle » et le « centre nerveux » des excavatrices hydrauliques. Il intègre plusieurs vannes directionnelles, vannes de pression, vannes de débit, etc., nécessaires au contrôle de tous les dispositifs de travail tels que la flèche, le balancier, le godet, la rotation et le mouvement, dans un groupe de vannes modulaires. En contrôlant de manière centralisée la marche/arrêt, la direction du flux et le débit de chaque circuit d'huile, il permet un contrôle précis et coordonné des mouvements de plusieurs actionneurs (vérins hydrauliques, moteurs) et constitue le composant principal qui détermine l'efficacité opérationnelle, la précision du contrôle et le niveau de consommation d'énergie de la pelle.
Principales caractéristiques et avantages de conception
1. Structure segmentée modulaire, personnalisation flexible :
Adoptant une conception sectionnelle avancée, il peut être combiné de manière flexible avec la section d'entrée d'huile, les sections de vannes de travail et les sections de queue d'huile de retour en fonction des exigences fonctionnelles des excavatrices de différents tonnages (généralement 4 à 10 sections). Il peut être assemblé comme des « blocs de construction ». Cette conception permet au groupe de vannes de s'adapter avec précision à divers circuits hydrauliques, des micro-pelles aux grandes pelles, simplifiant ainsi la tuyauterie du système, facilitant la maintenance et l'expansion fonctionnelle.
2. Haute pression et grand débit, puissance puissante :
Optimisé pour les conditions de travail difficiles des engins de construction, le corps de la vanne est en fonte à haute résistance ou en acier allié. La pression de service nominale va généralement jusqu'à 28-35 MPa, et certains modèles ont une pression maximale dépassant 39 MPa. Les diamètres couvrent des séries telles que 12 mm, 15 mm et 20 mm, et le débit maximum d'une seule section peut atteindre 100 à 200 L/min, fournissant une puissance hydraulique abondante pour les actions à forte charge telles que le creusement et le concassage.
3. Technologie de compensation de pression et sensible à la charge, contrôle précis et économe en énergie :
Intégration de systèmes sensibles à la charge (LS) et à compensation de pression (PC). Le système peut détecter en temps réel la pression de charge de chaque actionneur et maintenir une différence de pression constante entre l'orifice d'accélérateur et la vanne de compensation de pression (soit devant, soit derrière la vanne). Cela garantit que la vitesse de déplacement de l'actionneur dépend uniquement de l'ouverture du noyau de la vanne (déplacement de la poignée de commande), indépendamment de la taille de la charge, résolvant complètement le problème de « concurrence de débit » dans les actions composées et obtenant un contrôle précis et détaillé « visez là où vous pointez », tout en réduisant considérablement la consommation d'énergie du système et la génération de chaleur.
4. Système avancé de saturation anti-flux (LUDV) :
Les modèles haut de gamme adoptent la technologie LUDV indépendamment de la pression de charge. Lorsque le débit de sortie de la pompe est insuffisant pour répondre à toutes les exigences d'action (saturation du débit), le système répartira automatiquement le débit en fonction de la proportion d'ouverture de chaque noyau de vanne pour garantir que toutes les actions décélérent de manière synchrone et coordonnée, plutôt que l'action à forte charge soit bloquée, améliorant considérablement la coordination opérationnelle et l'efficacité dans des conditions de travail complexes.
5. Fonctions intégrées et haute fiabilité :
Les sections de vannes peuvent intégrer des soupapes de sécurité principales, des soupapes de surpression, des soupapes d'huile supplémentaires, des soupapes de régénération et des soupapes de retenue. Les obus de valve sont durcis en surface (dureté HRC ≥ 60), combinés à un jeu précis, ont une forte capacité anti-pollution et ont une petite fuite interne (≤ 15 mL/min à 10 MPa). La conception robuste garantit un fonctionnement à long terme et de haute fiabilité dans des environnements difficiles soumis à des vibrations et des impacts.
6. Diverses méthodes de contrôle :
Prend en charge la commande directe manuelle, la commande pilote hydraulique, la commande proportionnelle électro-hydraulique et leurs combinaisons. La commande proportionnelle électrohydraulique prend en charge l'interface de bus CAN, qui peut être profondément intégrée au système de contrôle intelligent de la pelle pour obtenir une distribution précise du débit, une commutation de mode (comme le mode économie, le mode puissance) et une télécommande, jetant ainsi les bases de mises à niveau intelligentes et automatisées.
Principe de fonctionnement et analyse technique
Le cœur de la vanne multivoie réside dans son mécanisme de commande pilote et de retour de pression de charge.
Contrôle de base : l'opérateur tourne la poignée, générant ainsi une pression d'huile de commande pilote. Cette huile sous pression entraîne le déplacement du noyau de la vanne principale, ouvrant le chemin d'huile principal correspondant, permettant à l'huile haute pression de pénétrer dans l'actionneur (cylindre d'huile ou moteur) et l'entraînant à fonctionner.
Détection de charge et compensation de pression : La pression de charge de chaque plaque de vanne de travail est collectée via un réseau de vannes à tiroir à détection de charge, et le signal de pression de charge le plus élevé du système est renvoyé au mécanisme variable de la pompe et au compensateur de pression à l'intérieur de la vanne. Le compensateur de pression s'ajuste dynamiquement pour garantir que le débit de chaque actionneur est uniquement déterminé par le degré d'ouverture de ce distributeur à tiroir associé, découplé des fluctuations de charge des autres connexions, permettant ainsi une distribution précise du débit et des économies d'énergie.
Déchargement en position médiane et régénération du débit : lorsque tous les noyaux de vanne sont en position médiane, l'huile entrante de la pompe principale est déchargée à basse pression via le passage d'huile en position médiane de la vanne, réduisant ainsi la consommation d'énergie pendant le fonctionnement à vide. Certaines plaques à clapets sont conçues avec une fonctionnalité de régénération du débit. Sous la force gravitationnelle ou inertielle de l'actionneur (telle que l'abaissement de la flèche ou la rétraction du bras du godet), l'huile de retour de la chambre sans piston est directement introduite dans la chambre du piston, augmentant ainsi le débit et améliorant ainsi la vitesse de fonctionnement (testée pour augmenter de 25 à 30 %) et réduisant la consommation d'énergie.
Méthode de contrôle et fonctionnalité du noyau de vanne
Méthode de contrôle :
Commande pilote hydraulique : la méthode la plus courante, avec une faible force de fonctionnement, d'excellentes performances de micro-mouvement et une sensation de confort.
Commande proportionnelle électro-hydraulique (EH) :
En recevant des signaux électriques via des électro-aimants proportionnels, le déplacement du noyau de vanne est contrôlé, permettant une régulation continue de la vitesse et un contrôle à distance. C’est le fondement du contrôle intelligent.
Contrôle manuel :
Ceci est principalement utilisé pour les équipements de petite taille ou dans les situations d'urgence.
Fonction du noyau de valve :
Les fonctions communes du noyau de vanne dans une vanne à quatre voies à trois positions comprennent :
Type O : tous les ports d'huile sont scellés et l'élément d'actionnement peut être verrouillé dans n'importe quelle position. Il est utilisé dans les scénarios où la machine doit s'arrêter sous charge.
Type Y : l'entrée d'huile est fermée, la sortie d'huile de travail est connectée à la sortie d'huile de retour et l'élément d'actionnement est dans un état flottant.
Type A : Convient aux vérins hydrauliques à simple effet.
Type P : L’entrée d’huile est reliée aux deux sorties d’huile de travail, permettant un mouvement rapide différentiel.
Guide de candidature et de sélection
Correspondance des applications :
Petites pelles (< 6 tonnes) : Généralement, une vanne multivoies avec un alésage de 12 à 15 mm est sélectionnée. Il intègre des fonctions de base telles que la flèche, le balancier, le godet, la rotation et le déplacement (attelage bidirectionnel), et utilise souvent une pompe à débit constant ou un système de pompe à variable unique.
Pelles de taille moyenne (6-20 tonnes) : Marché grand public. En règle générale, des vannes multivoies avec un alésage de 15 à 20 mm sont utilisées. Les pompes variables à détection de charge et les systèmes LUDV doivent être équipés pour obtenir des actions composées efficaces et des économies d'énergie.
Grandes pelles (plus de 20 tonnes) : sélectionnez des vannes multivoies avec un diamètre d'alésage de 20 à 25 mm ou plus. Ces vannes ont une pression de service élevée, une grande capacité de débit et des exigences extrêmement élevées en matière de vitesse de réponse, de fiabilité et d'intégration de systèmes de contrôle électronique.
Points clés pour la sélection :
1. Déterminez le nombre de vannes : en fonction du nombre de dispositifs de travail de l'excavatrice (tels que la flèche, le bras du godet, le godet, la rotation, les mouvements gauche et droit, la lame du bulldozer, le marteau hydraulique, etc.), déterminez le nombre requis de pièces de vannes.
2. Confirmez la pression et le débit : faites correspondre la pression et le débit nominal de la pompe hydraulique du moteur principal et tenez compte de la demande de pointe.
3. Sélectionnez le système de contrôle : selon le contrôle global et les exigences intelligentes de la machine, choisissez la commande pilote ou la commande proportionnelle électrohydraulique.
4. Clarifiez les fonctions supplémentaires : confirmez si des pièces de vannes à fonction spéciale telles que des vannes de régénération, des vannes de maintien et des vannes de fusion doivent être intégrées.
Points clés pour l'installation, la maintenance et le dépannage
•Installation :
Assurez-vous que la surface d'installation est plane et propre ; serrer les boulons dans une séquence diagonale uniformément au couple spécifié ; lors du raccordement du tuyau d'huile pilote et du tuyau d'huile principal, veillez à le garder propre pour empêcher les contaminants de pénétrer.
• Entretien:
Vérifiez régulièrement la propreté de l'huile ; surveiller si la pression du système est normale ; faites attention à l'écoute de tout bruit anormal lors du fonctionnement du groupe de vannes (qui peut indiquer une cavitation ou une usure).
• Défauts courants :
Le mouvement est lent ou faible : cela peut être dû à une pression de pompe insuffisante, à une soupape de sécurité principale réglée à un niveau trop bas, à une fuite interne excessive due à un obus de soupape usé ou à un dysfonctionnement de la balance de pression.
Incoordination ou blocage des mouvements : ceci est généralement dû à un blocage du circuit d'huile de retour sensible à la charge, au blocage du clapet navette ou à une défaillance du compensateur de pression.
Le noyau de valve ne se réinitialise pas ou l'opération est lourde : cela peut être dû à un ressort de réinitialisation cassé, à un blocage du noyau de valve (en raison d'une contamination par l'huile) ou à une pression de commande pilote insuffisante.
Tendances du développement technologique
À l’avenir, les vannes multivoies pour excavatrices continueront d’évoluer vers une pression plus élevée, une plus grande capacité de débit, une plus grande efficacité énergétique et une plus grande intelligence. L'intégration de la technologie électrohydraulique est une tendance certaine, où le contrôle numérique des vannes est réalisé via un bus CAN et des capteurs, profondément intégrés au contrôleur du véhicule pour réaliser des fonctions avancées telles que la maintenance prédictive, le contrôle adaptatif et le diagnostic à distance. Dans le même temps, des concepts de contrôle hydraulique avancés tels que la technologie anti-saturation (LUDV) et le contrôle indépendant du port de chargement (LSIC) amélioreront encore l'efficacité opérationnelle et l'expérience utilisateur des excavatrices.
