螺纹插装阀介绍之六――液压逻辑元件

  所谓液压逻辑元件(1ogic element或logic valve或logic cartridge)，实际上的意思就是-种同时带有以下特征的液控阀：1)二通口；2)三端口或四端口，弹簧腔有单独的端口，被用作控制腔；3)工作流量较同尺寸的普通液控阀大。

  本文中沿用-些文献的叫法，不称阀而称作元件，只是想突出，如果没有配以相应的先导控制阀，它就不能工作。

  按理说，液压逻辑元件不-定要单列划分。海德福斯公司的产品样本就是这样 ，把它归在方向阀中。

  Sterling公司在2003的样本中，把液压逻辑元件归入液控换向阀中。到Sterling公司并人派克公司以后，在2007的样本中，液压逻辑元件就单列-章了。在升旭公司的样本中，长期以来，液压逻辑元件-直是单列-章的。

  1)螺纹插装式的液压逻辑元件的功能与它的大兄弟”-盖板式二通插装阀是完全相同的，只是体积小些，并采用螺纹旋人式安装而已。因此，它可以弥补大兄弟”的不足。因为，在小规格时，螺旋式比盖板式的元件数量少，结构更紧凑，在集成块中占地少，装拆更方便。

  2)由于功能单-，与-般螺纹插装阀相比，液压逻辑元件可通过更大流量，达到甚至超过760 L/min，实现了螺旋式插装阀与盖板式插装阀之间在流收稿日期：2012.10.25作者简介：张海平(1947.)，男 ，博士工程师，长期从事车载液压系统及专用微机控制管理系统的研发工作。

  3)和其它液控阀相同，在所有的应用中，它都需要另外配先导阀。由于控制腔的容积很小，因此进出流量很小，只需要-个很小的先导阀。

  1.2类型液压逻辑元件最初得名，是因为它只可以在一定程度上完成简单的开和关 ，就如逻辑判断中的是和非。-般是座阀。弹簧压力较低，且不可调，大多数都用在方向控制，此即开关型。

  但以后又发展出，结构相近、阀芯能够停留在开和关之间的任意位置，以实现压力和流量的连续调节型。但还是称作液压逻辑元件，虽然已经名不符实了。

  调节型，-般是滑阀。主要用作溢流阀、减压阀、顺序阀、流量调节阀等压力或流量的连续控制。调节型也可用于方向控制。但密封性差些，与同尺寸的座阀相比，液阻大些，响应时间长-些。

  2 开关型液压逻辑元件2.1简介1)类型(参见图1)从控制形式来看，可分为三大类：三端口卸荷开启型、三端口加压开启型(参见图1b))和四端口型。

  za)卸荷开启型 b)加压开启型图1 三端口型液压逻辑元件第54页 意体钴幼与控副 2013年第2期三端El卸荷开启型(参见图1 a))是最传统最普遍使用的类型。这是-种被动开启型，即开启不需要从外部提供压力油，只要把弹簧腔通回油，即卸荷，就可依靠进口压力开启通道。

  三端口加压开启型(参见图lb))则是-种主动开启型，即开启需要从外部(端 口3)提供压力 ，加压，才能开启通道。

  而内控型的关闭不需从外部引入压力油，因为其阀芯中带节流孑L≮流孔连接控制腔和端面口(参见图2b))或侧面口(参见图2c))，这样 ，可利用端面El或侧面口的压力来关闭。

  a)外控型 b)内节流孔通端面口 c)内节流孔通侧面1：3图2 外控型和内节流孔型结构示意图四端口型有常闭型-卸荷加压开启(参见图3a))和唱型-卸荷加压关闭(参见图3b))。

  i)Pt控型十二位三通先导阀(参见图4a))使用-个二位三通电磁阀作为先导阀，控制-个外控型液压逻辑元件控制腔的压力，就能轻松实现，在通口压力下的被动开启，和在辅助油源C压力高于通口压力时的主动关闭。主通道的流动可以是双向的：A- B.B- Ai)外控型二位二通先导阀(参见图4b1)也可使用-个二位二通电磁阀作为先导阀。此时需要设置-个固定节流孔 ，以避免在先导阀开启时，过多的流量流出到油箱，导致辅助油源C失压。

  A 尊图5 使用内节流孔型液压逻辑元件(PK)iv)#b控型梭阀十二位三通先导阀(参见图6)如果在图5回路的基础上 ，增加-个梭阀，就既不需要辅助油源，也能轻松实现双向流动。

  - - l·-， LIL。 - B- j图6 使用梭阀的双向回路(PK)(2)组成大流量三通回路使用两个液压逻辑元件，能轻松实现-个三通阀的2013年3月 张海平：螺纹插装阀介绍之六-液压逻辑元件 第 55页各种机能(参见图7)。

  PA-VlA2BPA PB PA PBA B A BX X 甲 J J 口A BJ X rX Ja)两个开关型液压逻辑元件组成三通回路 b)各控制压力分别加载时的连通情况(x-卸荷 J力Ⅱ载)图7 大流量三通回路(3)组成大流量四通回路如果用五个开关型液压逻辑元件搭成桥路(参见图8a))，就能轻松实现普通四通阀的所有各种机能(参见图8b))。而且，能够最终靠控制开启关闭的顺序及间隔时间，组成适宜的过渡位置，从而得到更灵活的控制，减少切换冲击。

  用普通三位四通换向阀，就必须按最大的流量配置，在如图9的例中为2 500 L/min。而因为普通三位四通换向阀各通道的开口面积-般都是相近的，用于有杆腔的400 L/min就大材小用了。

  1000L/min图9 普通三位四通换向阀控制差动缸使用逻辑阀的话 ，则能够准确的通过实际各通道进出液压缸的流量分别配置，既减少压降，也减少体积。

  使用逻辑阀控制液压缸，内泄漏少 ，对污染相对不敏感，响应时间短而且可调。

  (4)组成可自动切换的快进回路(参见图10)常闭型液压逻辑元件V2用于陕进回路的自动切换 ：无杆腔压力低-快进，压力高-切换为普通慢速推进。

  图10 可自动切换的快进回路(升旭)31液控性能第56页 潘体秸幼与控鲥 2013年第2期作为开关型液压逻辑元件，其功能就是开关。因此，什么样的条件下能切换，自然是它最重要的性能。只是，由于它的特殊构造，开启条件不能简单地用切换压力来表示。以下，做-简单分析。

  在多数情况下，阀芯上不带柔性密封 ，阀芯的导向部分与阀体之间是滑动配合。因此，相互间的摩擦力相比弹簧力和静压力要小得多，可以忽略。

  阀芯上带柔性密封时，阀芯的导向部分与阀体相互间的摩擦力情况多变，无法做-概括的分析，一定要通过测试来确定，这里只好回避。

  r--。-- 3Al 2-，4，图1 1卸荷开启型液压逻辑元件面积比和弹簧预紧压力是决定开关型元件开启的两个最重要参数。

  i)在 A。/A，1：1时，式(1)转化为：P1>

  P3P意味着，只要端口1的压力大于端口3的压力加上弹簧预压力，就可开启通道。

  i)开关型液压逻辑元件的面积比多数小于 1，如此，则端口1的压力必须相应高些，或与端口2的压力共同作用，才能开启通道。这就是应用开关型液压逻辑元件特别要注意的地方。

  (2)加压开启型的开启条件类似，能得出加压开启型(参见图12)通道开启的条件为：p3>

  p1(Al/A3)p2(1-A1/ 3)p(二 ，AI 2图12 加压开启型的开启条件以上的分析都只考虑了还没有流动时的静压力。而-待开启 ，有了流动后 ，静压力即会由于流动而发生明显的变化，即有了液动力。不管流动方向如何，液动力总是倾向于关闭开口的。因此，实际保证切换完成的压力还应更大-些。

  2.2三端口，卸荷开启型液压逻辑元件1)升旭公司的LOFC型液压逻辑元件(参见图l3)外控型许用压力：35 MPa；流量：200 L/min；内泄漏：少于0.6 mL/min；面积比：1.8；控制腔容积：1.1 cm3；2013年3月 张海平：螺纹插装阀介绍之六-液压逻辑元件 第 57页弹簧预紧压力 ：0.35 MPa。

  231a)图形符号ll381.O30.690.34Olb)剖面图9q/(L/min)c)压差流量特殊性质图 l6 派克公司的16SLC1.B型液压逻辑元件c)盐差流量特殊性质图17 派克公司的16SLC1-C型液压逻辑元件2-3三端 口，加压开启型液压逻辑元件升旭公司的LKFC型液压逻辑元件(参见图 18)参数：许用压力：35 MPa：名义流量：120 L/min：内泄漏：少于0.7 mL/min：面积比：1.8；控制腔容积：1 cm3。

  23la)图形符号lb)剖面图a)图形符号331b)N面图g/(L/mln)c)压差流量特殊性质图l8 升旭公司的LKFC型液压逻辑元件2.4四端口型液压逻辑元件1)升旭公司的DOFS型液压逻辑元件(参见图19)唱型(下转第62页)] ] ]