33-99No. Đường Mufu E, Quận Gulou, Nam Kinh, Trung Quốc [email protected] | [email protected]

LIÊN HỆ CHÚNG TÔI

Thư viện

Trang chủ /  Thư Viện

Chương 11: Van điều khiển áp suất

Jun.23.2026

Chúng ta đã biết rằng áp suất hệ thống tối đa có thể được điều khiển bằng van điều khiển áp suất normally closed (đóng bình thường) — cổng chính của nó nối với áp suất hệ thống, còn cổng phụ nối với bể chứa. Trục trượt (spool) điều khiển dựa trên áp suất đã thiết lập trước: khi dòng chảy qua cổng chính và cổng phụ gặp nhau tại một điểm cài đặt nhất định, một phần lưu lượng sẽ được chuyển hướng về bể chứa. Van điều khiển áp suất normally closed (đóng bình thường) này chính là van an toàn. Chương này trình bày chi tiết tất cả các loại van điều khiển áp suất — cấu tạo, ứng dụng trong mạch thủy lực và các đặc tính hiệu năng chính.

Điều chỉnh áp suất

Trong van điều khiển áp suất, việc điều chỉnh áp suất thường được thực hiện bằng cách thay đổi lực nén ban đầu của lò xo định vị thông qua một vít điều chỉnh. Áp suất thay đổi khi xoay vít điều chỉnh.

Hình 11-1: Van điều khiển áp suất normally closed (đóng bình thường). Vít điều chỉnh thiết lập lực nén ban đầu của lò xo, từ đó xác định áp suất tại đó trục trượt (spool) nâng lên và van mở ra.

Các ứng dụng của van áp suất normally closed (đóng bình thường)

Trong các hệ thống thủy lực, van điều khiển áp suất normally closed (đóng thường) có nhiều ứng dụng. Ngoài việc được sử dụng làm van xả hệ thống, chúng còn có thể điều khiển trình tự thực hiện các hành động — đảm bảo một hành động xảy ra trước hành động khác. Chúng cũng có thể được dùng để cân bằng các lực cơ học bên ngoài.

Van thứ tự

Van điều khiển áp suất normally closed (đóng thường) điều khiển một hành động xảy ra trước hành động khác được gọi là van trình tự.

Ứng dụng mạch van trình tự

Trong một mạch thủy lực thực hiện cả chức năng kẹp và khoan, xi-lanh kẹp phải duỗi ra trước khi xi-lanh khoan hoạt động. Để đạt được điều này, van thứ tự được lắp đặt trong mạch ngay trước xi-lanh khoan. Lò xo trong van thứ tự ngăn không cho cần trượt nối thông đường dẫn chính và đường dẫn phụ cho đến khi áp suất tăng đủ cao để vượt qua lực lò xo — trong thời gian này, dòng chảy tới xi-lanh khoan bị chặn lại. Do đó, xi-lanh kẹp sẽ duỗi ra trước tiên. Khi đầu kẹp tiếp xúc với phôi, bơm phải cung cấp áp suất cao hơn để vượt qua lực cản. Điều này làm tăng áp suất lên trên áp suất điều khiển tác động lên cần trượt của van thứ tự, khiến cần trượt nối thông đường dẫn chính và đường dẫn phụ, từ đó dòng chảy đi tới xi-lanh khoan — xi-lanh khoan lúc này bắt đầu chuyển động.

Hình 11-2: Mạch van thứ tự. Khi van thứ tự chặn dòng chảy tới xi-lanh khoan cho đến khi áp suất hệ thống tăng lên đủ cao, cơ cấu kẹp luôn đóng chặt trước khi quá trình khoan bắt đầu.

Van đối trọng

Một van điều khiển áp suất normally closed (đóng bình thường) được sử dụng để cân bằng hoặc nâng đỡ một trọng lượng (ví dụ như bàn ép) được gọi là van cân bằng lực.

Ứng dụng mạch van cân bằng lực

Trong mạch của máy ép, khi van phân phối hướng dẫn dòng chảy vào khoang không có cần (blind end) của xilanh, bàn ép gắn với cần piston sẽ rơi tự do dưới tác dụng của trọng lực, và lưu lượng bơm sẽ bị hút cạn. Để ngăn hiện tượng này, một van áp suất normally closed (đóng bình thường) được lắp đặt ở vị trí phía hạ lưu của xilanh máy ép. Trục trượt (spool) của van chỉ mở thông đường từ cửa chính sang cửa phụ khi áp suất ở đáy xilanh tăng cao hơn áp suất do trọng lượng bàn ép tạo ra. Nói cách khác, trong quá trình cấp dầu vào khoang không có cần của xilanh, phương pháp này duy trì sự cân bằng với trọng lượng bàn ép trong suốt toàn bộ hành trình đi xuống.

Van cân bằng cũng có thể được sử dụng để hãm chuyển động quay của động cơ thủy lực chịu tải nặng. Đối với động cơ thủy lực điều khiển bánh xe nặng, một khi bánh xe đã tích lũy đủ động lượng, động cơ có thể quay quá tốc (bị mất kiểm soát). Nếu lắp van cân bằng tại cửa ra của động cơ, van chỉ mở khi áp suất tại cửa ra đạt đến giá trị đã thiết lập. Áp suất ngược này sẽ chống lại lực sinh ra do việc chuyển đổi động lượng quay của bánh xe nặng.

Hình 11-3 Van cân bằng. (Phía trên) Ngăn chặn bàn ép rơi tự do không kiểm soát được. (Phía dưới) Ngăn chặn động cơ chịu tải nặng quay quá tốc khi tải làm quay động cơ.

Van xả đơn giản

Van xả đơn giản về cơ bản gồm một thân van có một cần trượt được đẩy bởi lò xo cứng. Khi áp suất ở phía bên cần trượt đối diện với lò xo tăng cao đủ để thắng lực lò xo, cần trượt sẽ dịch chuyển và mở một đường dẫn để chuyển dòng chảy từ bơm về bể chứa.

Trong mạch điện ví dụ, van xả đơn giản được điều chỉnh sao cho khi áp suất đầu ra của bơm đạt 1.000 psi (68,97 bar), dòng xả 10 gpm (37,9 lpm) sẽ xảy ra. Điều này không có nghĩa là van đột ngột mở hoàn toàn tại 1.000 psi — thay vào đó, ở các áp suất thấp hơn 1.000 psi (68,97 bar), van bắt đầu mở từ một điểm áp suất thấp, chuyển một phần lưu lượng về bể chứa. Khi áp suất tiến gần tới 1.000 psi (68,97 bar), độ mở của van tăng dần để dẫn thêm lưu lượng về bể chứa. Tại điểm đặt 1.000 psi (68,97 bar), độ mở của lỗ thông đủ lớn để cho phép toàn bộ lưu lượng 10 gpm (37,9 lpm) đi qua. Khi áp suất hệ thống giảm xuống dưới áp suất mở của van xả, đường dẫn về bể chứa do van tạo ra sẽ biến mất khỏi mạch.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến giá trị cài đặt van xả

Việc mở van xả về cơ bản là một hàm số của lỗ thông. Giống như mọi thiết bị có lỗ thông, lưu lượng đi qua van cũng chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ chất lỏng và do đó bị ảnh hưởng bởi độ nhớt.

Đối với van xả áp được điều chỉnh ở mức 1.000 psi (68,97 bar) để xả qua 10 gpm (37,9 lpm), giả định là độ nhớt của dầu không thay đổi. Ở nhiệt độ phòng, độ nhớt của dầu trong bể chứa thiết bị nằm trong khoảng 400–500 SUS (86,3–107,9 cSt). Với độ nhớt này, việc thiết lập áp suất xả hệ thống ở mức 1.000 psi (68,97 bar) sẽ làm xả qua 10 gpm (37,9 lpm) qua lỗ mở của van. Khi dầu nóng lên, áp suất bơm có thể bị giới hạn ở mức 900 psi (62 bar) hoặc thấp hơn. Lý do là khi nhiệt độ dầu tăng, độ nhớt giảm — ví dụ xuống còn 100 SUS (21,6 cSt). Điều này có nghĩa là lực áp suất thấp hơn đủ để đẩy dòng chảy 10 gpm (37,9 lpm) qua lỗ mở của van xả áp về bể chứa.

Ngược lại, khi van xả áp được điều chỉnh ở độ nhớt làm việc — lúc bơm khởi động, nhiệt độ dầu thấp và độ nhớt cao, áp suất bơm có thể đạt tới 1.100 psi (75,9 bar). Đối với các hệ thống có giới hạn áp suất bơm tối đa nghiêm ngặt, cần làm nóng hệ thống trước khi điều chỉnh van xả áp.

Hình 11-5: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến áp suất mở van an toàn. Dầu lạnh (độ nhớt cao) yêu cầu áp suất cao hơn để đạt được lưu lượng như nhau. Luôn làm nóng hệ thống trước khi điều chỉnh van an toàn.

Ảnh hưởng của sự mài mòn bơm đến áp suất đặt van an toàn

Mòn bơm cũng ảnh hưởng đến áp suất đặt của van xả. Đối với van xả được điều chỉnh để xả 10 gpm (37,9 lpm) tại áp suất 1.000 psi (68,97 bar), miễn là áp suất 1.000 psi (68,97 bar) được cung cấp tại cổng vào của van, thì lưu lượng bơm 10 gpm (37,9 lpm) có thể đi qua lỗ tiết lưu của van để về bể chứa. Khi bơm thủy lực bơm bị mòn, lưu lượng đầu ra của nó giảm; do đó, lưu lượng đi qua van xả cũng giảm, dẫn đến áp suất cũng giảm theo. Đối với van được điều chỉnh ở mức 1.000 psi (68,97 bar) để xả 10 gpm (37,9 lpm), khi lưu lượng xả giảm xuống còn 5 gpm (18,95 lpm) do mòn bơm, áp suất xả thực tế của hệ thống có thể chỉ đạt 900 psi (62 bar). Khi điều chỉnh lại áp suất đặt của van xả, các tình huống tương tự cũng sẽ xảy ra.

Áp suất mở ban đầu của van an toàn đơn giản

Áp suất nứt là áp suất tại đó van xả bắt đầu mở đường dẫn vòng. Đối với van xả đơn giản, áp suất này hơi thấp hơn giá trị cài đặt của van xả. Các van xả đơn giản có đặc tính là áp suất nứt trước.

Trên biểu đồ đặc tuyến hiệu suất của van xả đơn giản, van được cài đặt để dẫn vòng 10 gpm (37,9 lpm) tại 1.000 psi (68,97 bar). Đường cong cho thấy van mở tại 800 psi (55,2 bar), và khi áp suất tiến gần tới 1.000 psi (68,97 bar), lưu lượng dẫn vòng tăng dần — cuối cùng tại 1.000 psi (68,97 bar), diện tích tiết diện mở đủ lớn để cho phép lưu lượng 10 gpm (37,9 lpm) đi qua.

Ảnh hưởng của áp suất nứt trước đối với hệ thống

Áp suất mở đầu của van xả là một nhược điểm đối với hệ thống. Giả sử bơm/động cơ tạo ra áp suất 750 psi (51,7 bar) và cung cấp lưu lượng 10 gpm (37,9 lpm) tới cơ cấu chấp hành, trong đó 550 psi (37,9 bar) được yêu cầu cho tải và phần áp suất còn lại là 200 psi (13,8 bar) để khắc phục lực cản của chất lỏng. Khi sử dụng một van xả đơn giản được điều chỉnh ở mức 1.000 psi (68,97 bar), tại thời điểm này van vẫn đóng kín và toàn bộ dầu dưới áp suất sẽ đi trực tiếp tới tải làm việc.

Nếu áp suất tải tăng lên 700 psi (48,28 bar), bơm/động cơ phải nâng áp suất đầu ra lên 900 psi (62,1 bar) (giả định lưu lượng đầu ra không đổi). Vì áp suất mở đầu của van xả là 800 psi (55,2 bar), nên tại áp suất bơm hiện tại, 5 gpm (18,95 lpm) sẽ bị xả qua van, nghĩa là cơ cấu chấp hành nhận được ít hơn lưu lượng toàn phần từ bơm, dẫn đến quá trình thực hiện tác động diễn ra với tốc độ giảm. Đồng thời, dầu chảy qua lỗ tiết lưu của van xả và sinh ra nhiệt không cần thiết.

Nếu áp suất tải là 750 psi (51,7 bar), bơm/động cơ cần tạo ra áp suất 950 psi (65,5 bar) — thậm chí cao hơn nữa khi lưu lượng chảy qua lỗ van xả tăng lên, tốc độ bộ chấp hành giảm thêm và sinh nhiệt dư thừa nhiều hơn.

Hình 11-7: Ảnh hưởng của áp suất tiền nứt. Van xả đơn giản bắt đầu xả lưu lượng trước khi đạt đến áp suất cài đặt, làm giảm tốc độ bộ chấp hành và tiêu tốn năng lượng dưới dạng nhiệt ở các mức áp suất tải trung gian.

Van áp suất bình thường ở trạng thái mở

Van điều khiển áp suất bình thường ở trạng thái đóng có cổng chính và cổng phụ bị ngắt kết nối ở vị trí bình thường, đồng thời cảm nhận áp suất tại cổng chính. Van áp suất bình thường ở trạng thái mở có cổng chính và cổng phụ được nối với nhau ở vị trí bình thường, đồng thời cảm nhận áp suất tại cổng phụ.

Van giảm áp

Van giảm áp thường là một van điều khiển áp suất bình thường ở trạng thái mở.

Nguyên lý hoạt động của van giảm áp

Van giảm áp hoạt động bằng cách cảm nhận áp suất ở phía hạ lưu của van. Khi áp suất phía hạ lưu đạt bằng giá trị cài đặt của van, phần lõi trượt (spool) sẽ đóng một phần, tạo thành một lỗ tiết lưu để chuyển đổi năng lượng áp suất dư thừa từ phía thượng lưu thành nhiệt. Nếu áp suất phía hạ lưu giảm, phần lõi trượt sẽ mở rộng hơn, cho phép áp suất tăng trở lại.

Ứng dụng mạch van giảm áp

Mạch kẹp ví dụ yêu cầu xi-lanh kẹp B tạo ra lực nhỏ hơn xi-lanh kẹp A. Để đạt được điều này, một van giảm áp được lắp đặt ngay trước xi-lanh kẹp B nhằm giảm áp suất cấp tới xi-lanh B xuống mức cài đặt của van giảm áp. Tại điểm áp suất đã cài đặt này, hành trình của phần lõi trượt van giảm áp tạo ra chức năng lỗ tiết lưu, chuyển đổi năng lượng áp suất dư thừa từ phía thượng lưu thành nhiệt. Xi-lanh B thực hiện lực kẹp tại áp suất đã được giảm.

Độ sụt áp tĩnh của van giảm áp (độ lệch)

Áp suất tại cổng thứ cấp của van giảm áp ở điều kiện lưu lượng định mức thấp hơn so với điều kiện lưu lượng bằng không. Sự chênh lệch giữa hai giá trị áp suất đã giảm này được gọi là độ lệch tổn thất áp tĩnh của van giảm áp. Tổn thất áp tĩnh là đặc tính vốn có của van giảm áp, giúp giải thích thêm lý do vì sao áp suất tăng lên khi lưu lượng tăng. Một van giảm áp có lưu lượng định mức 15 gpm (56,85 lpm), hoạt động ở lưu lượng và áp suất làm việc định mức, có độ lệch tổn thất áp tĩnh khoảng 50 psi (3,45 bar), trong khi một van giảm áp có lưu lượng định mức 100 gpm (379 lpm) có thể có độ lệch tổn thất áp tĩnh lên tới 150 psi (10,3 bar).

Hình 11-9: Tổn thất áp tĩnh của van giảm áp. Áp suất đầu ra khi có dòng chảy hơi thấp hơn so với khi dòng chảy ngừng lại. Lưu lượng định mức của van càng lớn thì độ lệch này càng lớn.

Xả — nội bộ và ngoại bộ

Khi cần gạt van điều khiển áp suất di chuyển bên trong thân van, một phần dầu có áp bị rò rỉ vào khoang phía trên cần gạt. Để van hoạt động đúng cách, khoang phía trên cần gạt phải liên tục xả dầu nhằm ngăn chặn việc cản trở chuyển động của cần gạt. Việc xả được thực hiện bằng cách tạo một đường xả bên trong thân van và nối nó với bể chứa.

Xả nội bộ

Nếu cổng thứ cấp của van áp suất được nối với bể chứa — như trong trường hợp van an toàn và van cân bằng tải — thì đường xả sẽ được nối nội bộ với cổng thứ cấp (cổng trả về). Đây được gọi là xả nội bộ.

Xả ngoại bộ

Nếu cổng thứ cấp của van áp suất là một cổng có áp (cổng làm việc), như trong trường hợp van trình tự và van giảm áp, thì đường xả sẽ là một đường dẫn riêng biệt đến bể chứa. Đây được gọi là xả ngoại bộ. Van trình tự và van giảm áp thường là các van điều khiển áp suất loại xả ngoại bộ.

Điều khiển trực tiếp và điều khiển từ xa

Cho đến nay, việc cảm biến áp suất được thực hiện thông qua các đường dẫn bên trong thân van. Thông thường, đối với các van đóng bình thường, cảm biến được đặt tại cổng sơ cấp; còn đối với các van mở bình thường, cảm biến được đặt tại cổng thứ cấp. Hình thức cảm biến áp suất này được gọi là điều khiển trực tiếp hoặc điều khiển cục bộ. Một van điều khiển áp suất cũng có thể cảm biến áp suất từ một phần khác của hệ thống thông qua một ống dẫn bên ngoài — đây được gọi là điều khiển từ xa hoặc điều khiển bằng tín hiệu dẫn động.

Hình 11-10: Điều khiển trực tiếp (bên trái) cảm biến áp suất tại cổng của chính van. Điều khiển từ xa (bên phải) cho phép tín hiệu áp suất từ vị trí xa mở hoặc điều chỉnh van — hữu ích trong việc xả tải bộ tích năng và tuần tự hoạt động của nhiều cơ cấu chấp hành.

Van xả tải

Van xả tải là một van điều khiển áp suất đóng bình thường và được điều khiển từ xa. Khi áp suất hệ thống tại điểm cảm biến đạt giá trị đã thiết lập trước, van sẽ chuyển dòng chảy về bể chứa.

Ứng dụng mạch van xả tải

Trong mạch tích năng với van điều khiển áp suất trực tiếp, khi bình tích năng được nạp đến áp suất cài đặt của van, lưu lượng đầu ra từ bơm sẽ quay trở lại bể chứa tại áp suất xả của van an toàn. Điều này làm hao tốn đáng kể công suất và sinh ra một lượng nhiệt không cần thiết rất lớn. Việc nối đường điều khiển với van xả tải nằm phía hạ lưu van kiểm tra — nghĩa là khi bình tích năng được nạp đến áp suất cài đặt của van, áp suất điều khiển sẽ mở van, dẫn dòng chảy từ bơm về bể chứa ở áp suất thấp nhất. Lúc này, bơm không cần cung cấp áp suất cao để giữ cho van xả tải luôn mở, bởi vì áp suất điều khiển được lấy từ bình tích năng, cách ly với bơm bởi van kiểm tra. Do áp suất bơm tại thời điểm này gần như bằng không, tổn thất công suất cũng gần như không đáng kể.

Hình 11-11: Mạch van xả tải. Khi bình tích năng được nạp đầy, van kiểm tra cách ly nó khỏi bơm, đồng thời van xả tải dẫn dòng chảy từ bơm về bể chứa ở áp suất tối thiểu — giúp tiết kiệm gần như toàn bộ công suất của bơm trong chế độ chờ.

Van cân bằng điều khiển từ xa

Một van cân bằng tác động trực tiếp được lắp đặt ở hạ lưu của xi-lanh đỡ bàn ép có thể hiệu quả cân bằng hoặc triệt tiêu trọng lượng của bàn ép. Tuy nhiên, trong quá trình ép, khi bàn ép đi qua vật liệu, trọng lượng bàn ép không nên cộng thêm vào tổng lực ép. Nếu điều này là không mong muốn, van cân bằng cần sử dụng điều khiển từ xa, với đường điều khiển của nó được nối tới đường làm việc còn lại của xi-lanh. Khi sử dụng van cân bằng điều khiển từ xa, bàn ép vẫn được cân bằng trong suốt hành trình đi xuống, nhưng trong quá trình ép, trọng lượng bàn ép có thể được tận dụng để tạo thêm lực ép. Trong toàn bộ hành trình đi xuống, khi ở hành trình không tải, trọng lượng bản thân bàn ép có xu hướng kéo thanh piston xi-lanh đi xuống; áp suất thượng lưu và áp suất trên đường điều khiển giảm, khiến van cân bằng có xu hướng đóng lại, làm tăng lực cản và ngăn dòng chảy theo kịp tốc độ đi xuống; trong quá trình ép, van cân bằng được mở hoàn toàn nhờ áp suất điều khiển thượng lưu cao, không tạo áp suất ngược phía thanh piston, do đó trọng lượng bàn ép có thể góp phần vào lực ép.

Lưu ý: Sơ đồ mạch được thể hiện ở đây là sơ đồ đơn giản hóa. Mạch thực tế cần được cải tiến để đạt được hoạt động ổn định.

Van cân bằng tác động trực tiếp trong mạch động cơ

Trong mạch động cơ thủy lực được thể hiện, một van cân bằng tác động trực tiếp được sử dụng để hãm quán tính quay của tải nặng. Van cân bằng được điều chỉnh ở áp suất 800 psi (55,2 bar), luôn tạo ra áp suất ngược tại tải quay, do đó tốc độ tải không thể vượt quá lưu lượng bơm và gây hiện tượng quay quá tốc. Tuy nhiên, điều này cũng đồng nghĩa với việc áp suất đầu vào của động cơ phải vượt quá áp suất làm việc của tải cộng thêm 800 psi (55,2 bar) — đây là một nhược điểm. Để khắc phục nhược điểm này, có thể sử dụng van phanh thay thế.

Van phanh

Van phanh là một van điều khiển áp suất normally closed (đóng thường) có cả cổng điều khiển trực tiếp và cổng điều khiển từ xa. Cả hai phương pháp điều khiển đều được kết nối đồng thời. Van phanh thường được sử dụng cùng với động cơ thủy lực và thay thế van cân bằng tác động trực tiếp trong các mạch động cơ thủy lực.

Cấu tạo van phanh

Van phanh bao gồm thân van, trục van, pít-tông điều khiển, lò xo lệch và thiết bị điều chỉnh lò xo. Thân van có các đường dẫn chính, thứ cấp, điều khiển nội bộ và điều khiển bên ngoài.

Nguyên lý hoạt động của van phanh

Van phanh là một van normally closed (thường đóng). Giả sử lò xo tạo lực lệch được thiết lập để mở điều khiển trực tiếp ở áp suất 800 psi (55,2 bar). Khi áp suất trong đường dẫn điều khiển nội bộ đạt đến 800 psi (55,2 bar), piston điều khiển di chuyển lên trên và đẩy trục van (spool), làm mở van phanh. Khi áp suất giảm xuống dưới 800 psi (55,2 bar), van sẽ đóng lại. Hành động này giống hệt với van cân bằng tác động trực tiếp (direct-acting counterbalance valve). Diện tích mặt cắt ngang của piston điều khiển nội bộ nhỏ hơn nhiều so với diện tích mặt cắt ngang của trục van — tỷ số diện tích thường là 8:1. Cổng điều khiển bên ngoài thường được nối với đường làm việc còn lại của động cơ. Áp suất bên ngoài tác động lên đầu đối diện của buồng lò xo gắn với trục van — chỉ cần 100 psi (6,89 bar) là đủ để mở van, bởi vì áp suất này tác động lên đầu dưới của trục van, nơi có diện tích lớn gấp 8 lần diện tích piston điều khiển.

Ứng dụng mạch van phanh

Giả sử van phanh được thiết lập ở áp suất điều khiển trực tiếp 800 psi (55,2 bar). Khi áp suất tại đường vào động cơ đạt 100 psi (6,89 bar), van phanh mở ra và toàn bộ áp suất tại đường vào động cơ sẽ được sử dụng để quay tải (giả sử 100 psi / 6,89 bar cao hơn). Nếu tải quay quá tốc độ cho phép, áp suất tại đường vào động cơ giảm xuống, van phanh đóng lại và áp suất ngược 800 psi (55,2 bar) tái mở, làm tăng lực cản và làm chậm tải.

Van phanh là một van điều khiển áp suất normally closed (thường đóng). Hành động của nó có mối liên hệ trực tiếp với yêu cầu tải của động cơ.

Hình 11-13: Van phanh. Khác với van cân bằng đơn giản, van phanh có cả điều khiển trực tiếp (bên trong) và điều khiển từ xa (bên ngoài). Tỷ số diện tích 8:1 nghĩa là chỉ cần áp suất điều khiển từ xa 100 psi để mở van — do đó động cơ có thể dễ dàng dẫn động tải, đồng thời vẫn duy trì lực hãm nhờ áp suất ngược 800 psi khi tải có xu hướng quay quá tốc độ.

Dòng chảy ngược qua các van điều khiển áp suất

Ngoại trừ van xả áp và van xả tải, tất cả các van điều khiển áp suất thường yêu cầu dòng chảy ngược để có thể đi qua tự do. Các van điều khiển áp suất normally closed (đóng bình thường) cảm nhận áp suất tại cổng chính — nếu dòng chảy đảo chiều, áp suất tại cổng chính giảm xuống, lõi van đóng lại và kết nối giữa cổng chính và cổng thứ cấp bị cắt đứt. Do dòng chảy ngược không thể đi qua các van điều khiển áp suất normally closed, nên cần sử dụng van một chiều để vượt qua loại van này.

Các van điều khiển áp suất normally open (mở bình thường) cảm nhận áp suất tại đường dẫn thứ cấp — miễn là dòng chảy đảo chiều, áp suất đầu ra luôn duy trì ở mức thấp hơn giá trị cài đặt, do đó đường dẫn van luôn ở trạng thái mở, nên không cần van một chiều cho dòng chảy ngược. Tuy nhiên, trong thực tế, ngay khi áp suất tại cổng thứ cấp tăng lên trên giá trị cài đặt, lõi van sẽ đóng đột ngột. Như một biện pháp phòng ngừa, van một chiều và van giảm áp thường được sử dụng đồng thời để đảm bảo dòng chảy ngược.

Tổng quan về van điều khiển áp suất

Từ việc nghiên cứu chương này, chúng ta có thể khái quát các quy tắc chính liên quan đến van điều khiển áp suất:

  • Quy tắc A: Các van điều khiển áp suất có cổng thứ cấp nối với mạch áp suất yêu cầu đường xả bên ngoài (van trình tự và van giảm áp).
  • Quy tắc B: Các van điều khiển áp suất có cổng thứ cấp nối với bể chứa thường sử dụng đường xả nội bộ (van an toàn, van xả không tải, van cân bằng và van phanh).
  • Quy tắc C: Để cho phép dòng chảy ngược đi qua van điều khiển áp suất một cách tự do, phải sử dụng van một chiều.

Hình 11-15: Các ký hiệu đồ họa cho tất cả các van điều khiển áp suất. Lưu ý: van trình tự và van giảm áp luôn có đường xả bên ngoài (được biểu thị bằng các đường nét đứt nối về bể chứa). Van an toàn, van xả không tải và van cân bằng sử dụng đường xả nội bộ.

Thuật ngữ về van điều khiển áp suất

Các thuật ngữ chính được sử dụng với van điều khiển áp suất:

  • Điều khiển trực tiếp — Sử dụng dầu từ đường điều khiển bên trong thân van để điều khiển cần trượt. "Tác động cục bộ" — cần trượt chỉ chịu lực ép của lò xo.
  • Xả về bể chứa — Dòng chảy đi qua van an toàn.
  • Áp suất điều khiển (Pilot) — Áp suất thủy lực được sử dụng để điều khiển chuyển động của lõi van. Việc cảm biến áp suất được thực hiện tại một vị trí cách xa van.
  • Áp suất mở ban đầu (Cracking pressure) — Áp suất tại đó van xả bắt đầu mở đường dẫn vòng đầu tiên.
  • Áp suất mở sớm (Pre-cracking pressure) — Xu hướng của một số van (đặc biệt là các van xả đơn giản) mở ở áp suất thấp hơn áp suất đã thiết lập.
  • Áp suất ngược (Back pressure) — Áp suất ở phía đầu ra của van hoặc cơ cấu chấp hành, gây cản trở dòng chảy hoặc chuyển động.