Wegeventile (DCVs) sind die primären Flüssigkeitsführungsmechanismen in mobilen Maschinen mit einem Druck von bis zu 31,5 MPa (315 bar). Die Auswahl der richtigen Ventilarchitektur – ob Monoblock- oder Sektionalventil – und die Abstimmung von Systemdruck, Kreiskonfiguration, Durchflussrate und Betätigungsmodus sind entscheidend, um Spitzenleistung der Maschine, Bedienersicherheit und Energieeffizienz zu gewährleisten.
Abbildung 1: Monoblock- und Sektions-Hydraulik-Wegeventile von Boxinhuasheng für die Auswahl von OEM-Geräten.
1. Verständnis von Open-Center- und Closed-Center-Konfigurationen
Mobile Hydrauliksysteme nutzen entweder Open-Center- oder Closed-Center-Kreisanordnungen, was die Art des erforderlichen Wegeventils bestimmt:
- Open-Center-Systeme (Konstantpumpen): Wenn sich alle Spulen in Neutralstellung befinden, fließt die Flüssigkeit unter minimalem Standby-Druck (typischerweise 0,2 bis 0,5 MPa) ungehindert vom Pumpeneinlasskanal zurück zum Hydrauliköltank. Aufgrund seiner mechanischen Einfachheit, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz ist dieser Aufbau bei landwirtschaftlichen Traktoren, Kommunalfahrzeugen und leichten Hebebühnen sehr beliebt. Allerdings erzeugen Open-Center-Systeme bei hohem Pumpendurchfluss eine konstante Standby-Wärme.
- Closed-Center-Systeme (Verstellpumpen): In der Neutralstellung ist der Pumpenfluss am Ventilschiebereingang blockiert. Der Systemdruck steigt auf einen Standby-Druckschwellenwert und signalisiert der variablen Pumpe, den Hub auf Null-Flow-Standby zu reduzieren. Diese Konfiguration ist Standard bei Schwerlastbaggern, Kranauslegern, Bergbaumaschinen und Lasterfassungssystemen, bei denen Energieeinsparung von größter Bedeutung ist.
2. Proportionale Steuerungssysteme mit dynamischer Lasterkennung (LS).
Moderne mobile Geräte erfordern die gleichzeitige Steuerung mehrerer Aktuatoren, die unter unterschiedlichen Lasten arbeiten. Bei Standardventilen kommt es zu Strömungswechselwirkungen (der Antrieb mit der niedrigsten Last erhält den meisten Durchfluss).Load-Sensing (LS) ProportionalventileÜberwinden Sie dieses Problem, indem Sie den höchsten Lastdruck erfassen und ein Rückmeldungssignal an den Pumpenkompensator senden und so die Pumpenleistung an die genauen Durchflussanforderungen sowie einen konstanten Differenzdruckspielraum (ΔP von 1,5 bis 2,0 MPa) anpassen. Post-Spool-Kompensatoren (auch Flow-Sharing- oder LUDV-Systeme genannt) sorgen dafür, dass bei Erreichen der Pumpenflussgrenze alle Aktuatoren proportional langsamer werden, anstatt die stark belastete Funktion abzuwürgen.
| Technische Parameter | P40 Monoblock-Serie | P80 Monoblock-Serie | Z50/Z80-Teilserie |
|---|---|---|---|
| Nenndurchfluss | 40 l/min (11 GPM) | 80 l/min (21 GPM) | 50 / 80 l/min |
| Maximaler Betriebsdruck | 25 MPa (250 bar) | 25 MPa (250 bar) | 31,5 MPa (315 bar) |
| Abstand zum Bohrungshonen | 0,006 - 0,010 mm | 0,008 - 0,012 mm | 0,006 - 0,009 mm |
| Gehäuseguss | QT500-7 Sphäroguss | QT500-7 Sphäroguss | QT500-7 / Hochfester Guss |
3. Dimensionierung der Durchflusswerte und Druckabfallkoeffizienten
Die Auswahl eines unterdimensionierten Ventils führt zu hohen Flüssigkeitsgeschwindigkeiten, was zu übermäßigen Druckabfällen (ΔP), lokaler Ölüberhitzung, Verschlechterung der Flüssigkeitsscherung und Kraftstoffverschwendung führt. Umgekehrt erhöht ein überdimensioniertes Ventil die Kosten und das Gewicht und verringert die Feindosierungssteuerung. Systemarchitekten müssen den Druckabfall über die Spule mithilfe der Standard-Durchflussgleichung berechnen:
Q = C_d × A × √( 2 × ΔP / ρ )
WoQist die Durchflussrate,CDist der Abflusskoeffizient,Aist die Fläche der Öffnungsöffnung,ΔPist der Druckabfall undρist die Öldichte. Das Halten der spulenspezifischen Geschwindigkeiten unter 5 bis 6 m/s bei Nenndurchflussraten trägt zur Aufrechterhaltung der thermischen Stabilität bei.
Abbildung 2: Präzisions-CNC-Bearbeitung und Bohrungsdiamanthonen für Wegeventilkörper im Werk Boxinhuasheng.
4. Spulenkonfigurationen und Betätigungsmodi
Abhängig vom Antriebstyp (einfachwirkende oder doppeltwirkende Zylinder) werden Spulen in folgende Kategorien eingeteilt:
- A-Typ (doppeltwirkend): Leitet den Durchfluss unabhängig voneinander zu Anschluss A und Anschluss B. Wird zum Antrieb von Hydraulikmotoren und doppeltwirkenden Zylindern verwendet.
- D-Typ (einfachwirkend): Leitet den Durchfluss zu Anschluss A, während Anschluss B blockiert ist. Wird für Muldenkipper-Kipper und einfachwirkende Hebebühnen verwendet.
- Schwimmerspule (4-Positionen): Verbindet sowohl Anschluss A als auch Anschluss B mit dem Tank, sodass Pflugblätter oder Lader ungehindert über unebenes Gelände fahren können.
Die Betätigungsmodi reichen von einfachen manuellen Handhebeln und zweiachsigen Joystick-Kabelsteuerungen bis hin zu pneumatischen Schaltkammern, hydraulischen Pilotzylindern und elektrohydraulischen Proportionalmagneten (EHP) mit 12 V/24 V und Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM).
5. Interne Qualitätskontrolle und Boxinhuasheng-Fertigungsstärke
Bei Boxinhuasheng Hydraulic Technology Co., Ltd. kombinieren wir mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Fluidtechnik mit fortschrittlichen Fertigungswerkzeugen. Auf unserem 68.000 m² großen Campus in Qingzhou, China, betreiben wir mehr als 260 hochpräzise CNC-Maschinen und vertikale Diamant-Honzentren. Die Toleranzen zwischen Spule und Bohrung werden streng auf 2 Mikrometer beschränkt. Jedes Wegeventil wird einer 100-prozentigen Belastungssimulationsprüfung, Überprüfung der Überdruckventileinstellungen und internen Leckageprüfungen auf über 30 automatisierten Prüfständen gemäß IATF 16949-Qualitätsstandards für die Automobilindustrie unterzogen.
