方向制御弁 (DCV) は、最大 31.5 MPa (315 bar) で動作する移動機械の主要な流体ルーティング機構です。モノブロックかセクショナルかにかかわらず、正しいバルブ構造を選択し、システム圧力、回路構成、流量定格、作動モードを適合させることは、機械の最高のパフォーマンス、オペレーターの安全性、エネルギー効率を確保するために不可欠です。
図 1: OEM 機器選択用の Boxinhuasheng モノブロックおよびセクション油圧方向制御バルブ。
1. オープンセンター構成とクローズドセンター構成の理解
移動式油圧システムは、オープンセンターまたはクローズドセンターの回路レイアウトを利用し、必要な方向制御バルブのタイプを決定します。
- オープンセンターシステム（固定容量型ポンプ）: すべてのスプールが中立の場合、流体は最小限の待機圧力 (通常 0.2 ～ 0.5 MPa) でポンプ入口ギャラリから作動油タンクに自由に流れます。このセットアップは、機械的な単純さ、信頼性、コスト効率の高さから、農業用トラクター、都市用ユーティリティビークル、軽昇降プラットフォームで非常に人気があります。ただし、オープンセンター システムは、ポンプ流量が多い場合、一定の待機熱を発生します。
- クローズドセンターシステム（可変容量ポンプ）：中立位置では、ポンプの流れがバルブスプール入口でブロックされます。システム圧力がスタンバイ圧力閾値まで上昇し、可変ポンプにストロークを解除してゼロ流量スタンバイにするよう信号を送ります。この構成は、エネルギー節約が最重要視される大型掘削機、クレーン アウトリガー、鉱山機械、および負荷感知システムの標準です。
2. 動的ロードセンシング (LS) 比例制御システム
最新のモバイル機器では、さまざまな負荷の下で動作する複数のアクチュエータを同時に制御する必要があります。標準バルブは流れの相互作用の影響を受けます (負荷が最も低いアクチュエータが最も多くの流れを受け取ります)。ロードセンシング (LS) 比例弁この問題は、最高負荷圧力を感知してポンプ補償器にフィードバック信号を送信し、正確な流量要件と一定の差圧マージン (ΔP 1.5 ～ 2.0 MPa) に一致するようにポンプ出力を調整することで克服します。ポストスプール補償器 (フローシェアリングまたは LUDV システムとも呼ばれる) は、ポンプ流量制限に達した場合に、高負荷の機能を停止させるのではなく、すべてのアクチュエータが比例して速度を落とすことを保証します。
| 技術的パラメータ | P40 モノブロックシリーズ | P80 モノブロックシリーズ | Z50/Z80断面シリーズ |
|---|---|---|---|
| 公称流量 | 40 L/分 (11 GPM) | 80 L/分 (21 GPM) | 50/80L/分 |
| 最高使用圧力 | 25 MPa (250 バール) | 25 MPa (250 バール) | 31.5 MPa (315 バール) |
| ボアホーニングクリアランス | 0.006～0.010mm | 0.008～0.012mm | 0.006～0.009mm |
| ハウジング鋳造 | QT500-7 ダクタイル鋳鉄 | QT500-7 ダクタイル鋳鉄 | QT500-7 / ハイテン鋳物 |
3. 流量定格と圧力損失係数のサイジング
小さすぎるバルブを選択すると、流体速度が高くなり、過度の圧力降下 (ΔP)、局所的なオイルの過熱、流体せん断の劣化、および燃料の無駄が発生します。逆に、バルブが大きすぎると、コストと重量が増加し、細かい計量制御が低下します。システム設計者は、標準のオリフィス流量方程式を使用してスプール全体の圧力損失を計算する必要があります。
Q = C_d × A × √( 2 × ΔP / ρ )
どこQは流量、CDは流量係数、あは開口部のオリフィス面積、ΔPは圧力損失、そしてρオイルの密度です。公称流量でスプール固有の速度を 5 ～ 6 m/s 未満に保つと、熱安定性を維持できます。
図 2: 博信華城工場での方向制御バルブ本体の精密 CNC 機械加工とボア ダイヤモンド ホーニング加工。
4. スプール構成と作動モード
アクチュエータのタイプ (単動シリンダと複動シリンダ) に応じて、スプールは次のように分類されます。
- A形（複動形）: フローをポート A とポート B に個別に送ります。油圧モーターや複動シリンダの駆動に使用されます。
- D型(単動): フローをポート A に送りますが、ポート B はブロックされます。ダンプトラックのダンプカーや単動リフトに使用されます。
- フロートスプール(4ポジション): ポート A とポート B の両方をタンクに接続し、プラウブレードやローダーが平らでない地形でも自由に走行できるようにします。
作動モードは、単純な手動ハンド レバーや二軸ジョイスティック ケーブル コントロールから、空圧シフト チャンバー、油圧パイロット シリンダー、パルス幅変調 (PWM) 制御を備えた 12V/24V 電気油圧比例 (EHP) ソレノイドまで多岐にわたります。
5. 社内品質管理と箱新華盛製造の強み
Boxinhuasheng Hydraulic Technology Co., Ltd. では、25 年以上の流体力工学と高度な製造ツールを組み合わせています。中国の青州にある 68,000 平方メートルのキャンパス内で、260 台以上の高精度 CNC マシンと垂直ダイヤモンド ホーニング センターを運用しています。スプールとボアの公差は 2 ミクロン以内に厳密に管理されています。すべての方向バルブは、IATF 16949 自動車グレードの品質基準に基づいて、100% 作業負荷シミュレーション テスト、リリーフ バルブ設定の検証、および 30 以上の自動テストベンチでの内部漏れチェックを受けます。
