梭閥的案例
負載敏感控制技術在TBM液壓系統中的應用
該液壓系統主要由變量柱塞泵，溢流閥，梭閥，電磁換向閥，比例電磁方向閥等元件組成。
執行元件為斗門油缸和擋板油缸，行走馬達。該系統為典型的負載敏感控制系統。系統液壓原理圖見圖3。
變量柱塞泵采用德國REXROTH公司的A10VSO系列柱塞泵。比例方向閥為REXROTH公司的4WRAE6W型比例閥，用于行走馬達的快慢速控制，系統的速度控制精度是相當高的。梭閥是該系統的主要傳感元件。系統工作時，梭閥將負載將壓力反饋給泵的控制口X。所以該系統為典型的負載敏感控制系統。
2.3 拖拉系統
拖拉系統在隧道施工中起著供應材料的作用，用于將料車拖拉至主機材料區。該液壓系統動力站主要由壓力/流量/功率控制變量柱塞泵，溢流閥，電磁換向閥等組成。液壓動力站液壓原理圖見圖4。
變量柱塞泵采用德國REXROTH公司的A10VSO系列柱塞泵。系統主要實現旋轉馬達的運動。該泵為恒功率控制，恒功率控制調節工作壓力及泵的流量輸出，在恒定的驅動轉速下不超過預定的驅動功率，即PQ=常數（恒量）。
電磁換向閥作用：當換向閥斷電時，泵上的壓差控制閥FR在兩側壓差的控制下動作使泵處于卸荷狀態，此時流量最大；當換向閥得電時，油液壓力達到泵上的壓力控制閥DR設定壓力時，即切斷壓力，從而由PQ=常數，泵的排量減小到最小。
如圖5所示：當系統功率小于設定功率時，該泵將以最大流量向執行元件（馬達）供油。也就是當系統的工作壓力小于P1時，該系統為流量控制，此時能實現快速運動，為流量控制段。當系統的工作壓力大于P1時，該系統的流量開始變化，即負載速度變慢，隨著負載的變化速度相應變化，實現工進。對應曲線為雙曲線，為功率控制段。其控制起點壓力P1由工況而定。當負載壓力達到壓力切斷值P2時，泵流量最小，實現系統的安全保護。此時為壓力控制段。
展開 負載敏感多路閥與負載敏感泵的匹配探討（轉自 靜液壓傳動）
從M4壓力最高聯Ls的反饋油壓經過N個梭閥后，通過從多路閥LS口到泵X口的管路，最后進入泵流量閥閥芯彈簧腔。泵流量閥彈簧腔油壓（該處LS反饋壓力）和彈簧力一起和泵出口處的壓力平衡，來控制泵排量。
簡化模型，M4閥內單聯工作油口到單聯Ls口的取壓力節流阻尼、Ls管路和梭閥當作一個可變液阻R1（梭閥個數變化）。 M4閥Ls口到泵X口這段管路當作一個固定液阻R2。 圖1中，泵的流量閥彈簧腔與回油管路之間的液阻R3（M4閥各聯中位時Ls在閥上無泄荷回路）。M4閥上壓力最高聯工作壓力通過R1、R2、R3三個液阻連接油箱。
泵 DFR變量控制方式下，M4閥單聯壓力補償器彈簧力的設定值，應該是泵上流量閥彈簧力設定值減去液阻R1+R2上分壓。
2. 泵DFR1假定忽略泵上流量閥泄漏，（與該泵匹配的M4閥尾聯有Ls卸荷回路）。M4閥上壓力最高聯的壓力油到泵上流量閥彈簧腔之間無流量，只是壓力傳遞。
泵 DFR1變量控制方式下，M4閥單聯壓力補償器彈簧力的設定值，應該是泵上流量閥彈簧力。但是這種控制，應考慮M4上梭閥的影響。
四、不同品牌的負載敏感泵和負載敏感多路閥匹配注意事項
最重要的是：
泵上流量閥的彈簧壓力和閥上每聯壓力補償器的彈簧壓力的匹配。
其次是：
任何工況下，泵最大流量應滿足負載敏感多路閥實際所需的最大流量，即不
能流量飽和。
典型工況幾聯同時工作時，各聯的工作壓力不能相差過大，接近最好（液壓系統設計保證），特別是大流量時。
新樣機采用不同品牌的負載敏感系統匹配好后，應全面測試工作時的泵口壓力、閥上壓力最高聯的工作壓力，閥上Ls口壓力，泵上X口壓力。這樣檢驗匹配是否合理。
其他注意事項，參考力士樂推薦標準。
展開 負載敏感控制技術在TBM液壓系統中的應用
該液壓系統主要由變量柱塞泵，溢流閥，梭閥，電磁換向閥，比例電磁方向閥等元件組成。
執行元件為斗門油缸和擋板油缸，行走馬達。該系統為典型的負載敏感控制系統。系統液壓原理圖見圖3。
變量柱塞泵采用德國REXROTH公司的A10VSO系列柱塞泵。比例方向閥為REXROTH公司的4WRAE6W型比例閥，用于行走馬達的快慢速控制，系統的速度控制精度是相當高的。梭閥是該系統的主要傳感元件。系統工作時，梭閥將負載將壓力反饋給泵的控制口X。所以該系統為典型的負載敏感控制系統。
2.3 拖拉系統
拖拉系統在隧道施工中起著供應材料的作用，用于將料車拖拉至主機材料區。該液壓系統動力站主要由壓力/流量/功率控制變量柱塞泵，溢流閥，電磁換向閥等組成。液壓動力站液壓原理圖見圖4。
變量柱塞泵采用德國REXROTH公司的A10VSO系列柱塞泵。系統主要實現旋轉馬達的運動。該泵為恒功率控制，恒功率控制調節工作壓力及泵的流量輸出，在恒定的驅動轉速下不超過預定的驅動功率，即PQ=常數（恒量）。
電磁換向閥作用：當換向閥斷電時，泵上的壓差控制閥FR在兩側壓差的控制下動作使泵處于卸荷狀態，此時流量最大；當換向閥得電時，油液壓力達到泵上的壓力控制閥DR設定壓力時，即切斷壓力，從而由PQ=常數，泵的排量減小到最小。
如圖5所示：當系統功率小于設定功率時，該泵將以最大流量向執行元件（馬達）供油。也就是當系統的工作壓力小于P1時，該系統為流量控制，此時能實現快速運動，為流量控制段。當系統的工作壓力大于P1時，該系統的流量開始變化，即負載速度變慢，隨著負載的變化速度相應變化，實現工進。對應曲線為雙曲線，為功率控制段。其控制起點壓力P1由工況而定。當負載壓力達到壓力切斷值P2時，泵流量最小，實現系統的安全保護。此時為壓力控制段。
展開 電液比例節能技術發展史（轉載自微信公眾號 液壓那些事）
但是仍然未能撼動負流量控制在挖機上的地位，可能是正流量的梭閥邏輯回路過于復雜。力士樂后來將液壓梭閥改成壓力傳感器，升級為電控正流量，不過這也增加了成本，正流量依然無法與負流量競爭，這個讓力士樂真夠郁悶的。
力士樂之所以能成為帶頭大哥，就在于他不斷地改善，不斷地創新。在電控正流量之后，大概是2006年左右，力士樂推出了電子流量匹配系統（即EFM系統），其實該系統就是負載敏感系統、正流量系統、電控技術的結合。擁有了傳統負載敏感系統能實現復雜協同工況與抗流量飽和功能，但是比傳統的負載敏感系統更節能；擁有了正流量的快速響應特性，即泵與閥同時響應；擁有了電氣控制的智能特性。不過這套系統還未廣泛使用，只在一些高端、大氣、上檔次的智能控制設備上有應用。
這套系統還是比較值得期待的，畢竟在節能、高效、智能化三個方向上都邁了一步。
展開 
幾種多路閥技術對比（轉自電液愛好者）
03
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負載敏感技術
負載敏感多路閥通過內部梭閥通將最大負載壓力選出，并傳遞到泵上，配合負載敏感變量泵，待機時，處于低壓小排量狀態。泵輸出的系統壓力只比最大工作負載高一個設定的壓差值，因此損失功率小，節能效果好。對所有的工作片負載，其閥芯的有效調節行程都一樣，性能優秀。單獨動作時，具有壓力補償的效果。但做復合動作時，會相互干擾。
對于要求更高的場合，可以選擇帶壓力補償器的負載敏感多路閥，可實現對各個工作片的負載獨立流量控制。壓力補償功能的介紹，可參考之前的文章：壓力補償流量控制-閥前 vs 閥后
04
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對比
機械設計實用計算之氣動計算
3）控制部分：
操作檢測元件（手動換向閥、機控換向閥、壓力開關、接近開關、壓力傳感器、流量傳感器、按鈕）；
控制元件（方向控制閥（換向閥、梭閥、雙壓閥、單向閥）、壓力控制閥（減壓閥、壓力順序閥））；
步進控制器、PLC、繼電器；
4）驅動部分：
控制元件（方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥）；
執行元件（氣缸、氣馬達、擺動氣缸、氣爪）；
附件（消聲器、接頭、緩沖器、快 排閥、磁性開關、單向閥）
四、氣缸流程：
1、確定氣缸內徑
1）、根據所需氣缸的實際負載狀態確定氣缸的軸向負載推力；
a、氣缸輸出力理論值：
F=π*D^2*P/4
式中：
F一氣缸理論輸出力，N；
D一氣缸缸徑，mm；
P一工作壓力，MPa；根據氣源供氣條件，應小于減壓閥進口壓力的85%。
b、氣缸縮回力理論值：
F’=π*（D^2-d^2）*P/4
式中：
F’一氣缸理論縮回力，N；
d一氣缸活塞桿桿徑，mm；
氣缸的工作阻力，主要來自于缸內密封件及導向部位的阻力F1和排氣側產生的阻力F2。F2的大小與氣缸的運行速度密切相關。
c、氣缸實際輸出力：
N=η*F
式中：
N一氣缸的實際輸出力或負載力，N；
η一安全系數或負載率η，由實際工況需求決定。
注：氣缸的負載率，是指氣缸活塞桿受到的軸向負載力與氣缸的理論輸出力之比。
2）、根據負載的運動狀態，確定氣缸的負載率?，負載率與氣缸的運動速度有關，
一般推薦：
a、靜載荷或低速時:?≤0.7；
b、速度50~500mm/s：?≤0.5；
c、當速度＞500mm/s：?≤0.3。
3）、根據供氣條件確定氣缸的工作壓力，一般氣缸的工作壓力為0.4~0.6MPa。
展開 多路閥液壓系統（中位閉式負載敏感和壓力補償）
該負載敏感系統由定量泵、閥組入口溢流閥型壓力補償器、操縱閥桿可變節流器和梭閥網絡組成。在四通多路閥組入口處設旁通型壓力補償流量控制閥（又稱溢流閥型壓力補償器或三通壓力補償器），其工作原理和調速閥相同，在定差溢流閥后，設節流閥組成調速閥。操縱閥桿可控的開口面積變化起可變節流閥作用（如圖3b所示）。
操縱閥的進口壓力和經操縱閥桿節流去執行器的壓力分別引到定差溢流閥閥心的左右兩端。當操縱閥多個閥桿同時動作時，通過梭閥網絡檢出執行器中負荷壓力最高的壓力，作用到定差溢流閥的右端。
圖3 閥組入口壓力補償系統
通過操縱閥的流量
式中：c為流量系數，α為節流開度（與閥行程有關），g為重力加速度，γ為油的比重，
Δp為補償閥壓差。
其中c，g，γ可認為是常數，則，由于補償閥壓差一定（由彈簧力決定），則通過操縱閥的流量由閥桿行程所決定，與負荷無關，流量和閥桿行程之間關系如圖3（c）所示，流量和負荷壓力關系如圖3（d）所示。
該系統的特點是：
1.在操縱閥桿都處于中位時，溢流閥背面油壓回油箱，起卸載閥作用，中位卸載壓力為3.5bar左右。由于中位通過卸載閥卸油，操縱閥桿是封閉的，油液不通過閥桿，因此俗稱閉心（閉中心）油路。
2.有一個操縱閥桿動作時，油泵通過該閥組的流量，由該閥桿的行程所確定，和其負載和油泵流量無關。泵的出口壓力比負載壓力約高10bar左右，（用于克服補償器液阻和操縱閥液阻）。
3.泵入口旁通壓力補償閥只響應最高負載壓力，多個操縱閥桿同時動作時，只是負載壓力最高的得到補償，該執行器流量由此閥桿行程確定。而其他閥桿操縱時的流量分配是不確定的。
4.溢流旁通型壓力補償閥可作為優先供油閥，即將旁通回油箱改為旁通供給下游閥。該閥首先保證它控制的閥的供油需要，剩下的才供給其下游閥。
展開 秒懂閥門！多種閥門結構原理動畫！
擋板閥
液控單向閥
梭閥
一些液壓教科書對液壓缸終端緩沖作用原理的敘述太膚淺
圖 12 負載敏感閥
D—定壓差元件
常稱的負載敏感回路，實際上就是在多執行器回路中應用恒壓差變量泵和定壓差元件（負載敏感閥）：利用梭閥從各個定壓差元件后的負載壓力中，選出最高值，作為泵變量機構的控制壓力，在一般工況下可以保持通過定壓差元件的流量剛性，大致不受負載壓力影響，詳見參考文獻[1]第 10 章。
4.流量控制的壓力敏感性對緩沖效果的影響
（1）單作用缸
例 1 用流量閥限制單作用缸下降速度（見圖 13）。
在緩沖頭進入緩沖腔之后，因為緩沖腔壓力增加，承擔了較多的負載力，所以， 出口腔壓力 pA 會降低，工況點從 1 移到 2。
如果使用的閥 V 是一個節流閥，其控制的流量是柔性的（曲線 A），那流量就會下降（1→2A），運動速度就會相應降低。
而如果使用的是二通流量閥，在 pA-p0 >Δpmin 時，所控制的流量是剛性的，流量基
本不會變化（1→2B），運動速度也就不會變化，在直到 pA-p0 <Δpmin 后，流量轉化為柔性。
a）系統示意 b）工況示意
圖 13 單作用缸，用流量閥 V 限制下降速度
1—未緩沖工況 2—緩沖工況 ?pmin—最低恒流壓差 A—節流閥 B—二通流量閥
（2）雙作用缸
進出雙作用缸的兩個流量有不同的組合可能。
1）兩個流量都柔性的
壓力變化會引起流量變化，導致速度變化。
例 2 節流回路
用節流閥（進口或出口節流）限制進出液壓缸的流量（見圖 14），一般都工作在溢流閥已開啟的狀況。因此，所控制的流量是柔性的。緩沖造成的驅動腔壓力升高， 會使流量降低，導致液壓缸運動速度降低。
展開 數字液壓閥及其閥控系統發展和展望（轉自液壓那些事）
數字閥的控制、反饋信號均為電信號，因此無需額外梭閥組或者壓力補償器等液壓元件，系統的壓力流量參數實時反饋控制器，應用電液流量匹配控制技術，根據閥的信號控制泵的排量。電液流量匹配控制系統由流量需求命令元件，流量消耗元件執行機構，流量分配元件數字閥，流量產生元件電控變量泵和流量計算元件控制器等組成。電液流量匹配控制技術采用泵閥同步并行控制的方式，可以基本消除傳統負載敏感系統控制中泵滯后閥的現象。電液流量匹配控制系統致力于結合傳統機液負載敏感系統、電液負載敏感系統和正流量控制系統各自的優點，充分發揮電液控制系統的柔性和靈活性，提高系統的阻尼特性、節能性和響應操控性。
相對于傳統液壓閥閥芯進出口聯動調節、出油口靠平衡閥或單向節流閥形成背壓而帶來的靈活性差、能耗高的缺點，目前國內外研究的高速開關式數字閥基本都使用負載口獨立控制技術，從而實現進出油口的壓力、流量分別調節。瑞典林雪平(Linkping)大學的Jan Ove Palmberg教授根據Backé教授的插裝閥控制理論首先提出負載口獨立控制(Separate controls of meter-in and meter-out orifices)概念。在液壓執行機構的每一側用一個三位三通電液比例滑閥控制執行器的速度或者壓力。通過對兩腔壓力的解耦，實現控制目標速度控制。此外，在負載口獨立方向閥控制器設計上，采用LQG最優控制方法。在其應用于起重機液壓系統的試驗中獲得了良好的壓力和速度控制性能。丹麥的奧爾堡(Aalborg)大學研究了獨立控制策略以及閥的結構參數對負載口獨立控制性能的影響。美國普渡(Purdue)大學用5個錐閥組合，研究了魯棒自適應控制策略實現軌跡跟蹤控制和節能控制。其中4個錐閥實現負載口獨立控制功能，一個中間錐閥實現流量再生功能。
展開 液壓設備的常用符號大全
溢流減壓閥
溢流油橋制動閥
（4）方向控制閥
名稱
符號
說明
名稱
符號
說明
單向閥
單向閥
詳細符號
換向閥
二位五通液動閥
簡化符號（彈簧可省略）
二位四通機動閥
液壓單向閥
液控單向閥
詳細符號（控制壓力關閉閥）
三位四通電磁閥
簡化符號
三位四通電液閥
簡化符號（內控外泄）
詳細符號（控制壓力打開閥）
三位六通手動閥
簡化符號（彈簧可省略）
三位五通電磁閥
雙液控單向閥
三位四通電液閥
外控內泄（帶手動應急控制裝置）
梭閥
