ローダーコントロールバルブはどのように機能しますか?

ローダー制御弁は、ポンプからローダーの油圧シリンダーとモーターへ、加圧された作動油を正確に送ります。これらの部品は、昇降、傾斜、補助アタッチメントなどの機能を作動させます。この正確な作動油の方向制御により、オペレーターは移動と出力を制御できます。ローダーパイロット制御弁は、多くの場合、この制御を強化します。

重要なポイント

• ローダー制御弁油圧油をコントロールします。この油圧油はローダーの持ち上げや傾斜といった動作に動力を与え、オペレーターに正確な制御を可能にします。
• バルブはスプールを使って流体を導きます。オペレーターがレバーを動かすと、スプールが移動し、流体がローダーの右側に送られます。
• 安全機能安全弁システムを保護し、過度の圧力上昇を防ぎます。これにより、ローダーは安全に稼働し続けます。

ローダー制御バルブの仕組みを理解する

ローダーコントロールバルブとは何ですか?

ローダーコントロールバルブは、ローダーの油圧システムの中央指令装置として機能します。加圧された作動油の流量を正確に制御します。この作動油はポンプから供給され、様々な油圧シリンダーとモーターへと送られます。これらの部品は、バケットの上昇、傾斜、補助アタッチメントの操作など、ローダーの動作に必要な動力を供給します。このバルブにより、オペレーターはあらゆる機能を正確に制御することができます。

必須コンポーネントとその機能

ローダー制御バルブは複数の重要な部品で構成されています。各部品は流体管理において特定の役割を果たします。

• バルブボディ: この堅牢なハウジングにはすべての内部コンポーネントが収納されており、アセンブリ全体の構造的完全性を確保します。
• スプールこれらの円筒形の部品はバルブの心臓部です。スプールは密閉されたケーシング内を移動することで作動します。主な機能はポートを開閉することです。この動作によって、スプールの位置に基づいて流体の流れ方向が制御されます。3スプール式ジョイスティックバルブなどのローダー制御バルブでは、スプールは通常、硬質クロムメッキが施され、スプリングセンタリング機構を備えています。これらは複動シリンダーを操作するように設計されています。特定のスプールは、フロート操作やグラップルなどのアタッチメントの制御といった機能に特化していることがよくあります。これらのスプールの動きは、多くの場合ジョイスティックによって制御され、ローダー機能を個別に、または同時に操作することを可能にします。
• 入口ポート: ポンプからの加圧された油圧流体がこのポートを通ってバルブに入ります。
• 出口ポート（タンクポート）: シリンダーから戻ってきた流体、または作業機能をバイパスした流体は、このポートを通ってバルブを出て、油圧タンクに戻ります。
• 作業ポートこれらのポートは油圧シリンダーまたはモーターに直接接続され、特定のローダー機能を起動するための流体を供給します。
• リリーフバルブこれらの安全装置は、油圧システムを過度の圧力から保護します。圧力が設定値を超えると、自動的に開き、油圧作動油をタンクに戻します。
• チェックバルブこれらの一方向弁は、油圧流体がシステム内を逆流するのを防ぎます。これにより、適切な動作が確保され、意図しない動きが防止されます。

ステップバイステップのバルブ操作

ローダー コントロール バルブは、正確な一連のアクションを通じてコマンドを実行します。

1. オペレータ入力: オペレーターはレバーまたはジョイスティックを動かしてコマンドを実行します。このアクションは直接的または間接的に（ローダーパイロット制御弁）は機械的な力に変換されます。
2. スプールの動きこの力により、バルブ本体内の特定のスプールが中立位置から移動します。スプールは軸に沿ってスライドします。
3. 体液の方向転換スプールが動くと、特定の内部通路が解放され、他の通路が遮断されます。この動作により、加圧された流体が入口ポートから特定の作業ポートへと送られます。
4. コンポーネントのアクティベーション: 指示された流体は対応する油圧シリンダまたはモータに流れ込みます。この流体圧力によってシリンダが伸縮し、モータが回転することで、ローダーの目的の機能を発揮します。
5. 戻り流体経路複動シリンダの片側から流体が流入すると、反対側からバルブへ戻ります。スプールの位置によって、この戻り流体は出口ポートへ送られ、油圧タンクへ戻されます。
6. 中立的な立場: オペレーターがコントロールレバーを離すと、スプリングが通常スプールを中央に戻します。この中立位置では、スプールはすべての作業ポートを遮断します。これにより、ポンプの流体は作業機能をバイパスしてタンクに直接戻るため、発熱を最小限に抑え、システムの稼働状態を維持できます。

ローダー制御弁の種類と制御方法

オープンセンターシステムとクローズドセンターシステム

ローダーの油圧システムには、主にオープンセンター型とクローズドセンター型の2種類の設計が採用されています。これらのシステムは、流体の流れと圧力の管理方法が大きく異なります。

オープンセンターシステムでは常にオイルが流れています。コントロールバルブは、ニュートラル状態の時に中央の流路が開いています。これにより、オイルはリザーバーに戻ります。油圧ポンプは連続流量型です。一方、クローズドセンターシステムは常に加圧されています。オペレーターがレバーを操作するまでオイルは流れません。ポンプは流量を変化させ、バルブが作動するまでごく少量のオイルを送り出します。バルブのスプールには、タンクへのオープンセンターの戻り流路は必要ありません。

モノブロックおよびセクショナルバルブ設計

ローダー制御バルブには、モノブロックやセクショナルなど、さまざまな物理的設計があります。

• モノブロックバルブこれらのバルブはコンパクトな設計を特徴としており、狭い場所への設置を容易にします。高張力鋳鉄製のモノブロック構造を採用しており、堅牢なシングルブロック材質と構造を備えています。モノブロック方向制御弁はコンパクトな構造で外部リークを低減します。そのため、農業機械や小型建設機械などの移動機械の油圧制御に最適です。多くの場合、標準の複動式スプール（スプリングリターン式で中立位置に戻る）が組み込まれており、複動式シリンダーに最適です。
• セクショナルバルブこれらのバルブは優れた適応性を備えています。モジュール設計により、ローダーを含む様々なオフハイウェイ機械への組み換えが可能です。このモジュール性に加え、軽量化と小型化により、機械全体の重量と設置スペースが最適化されます。セクショナルバルブは独立した負荷検知機能も備えています。これにより流体の流れが正確に制御され、エネルギー節約、機械性能の向上、そして出力向上と燃料消費量の削減につながります。

ローダーパイロット制御弁と電子制御

ローダーパイロット制御弁とも呼ばれるパイロットハンドルバルブまたはジョイスティックは、機械の油圧システム内の作動油を調整します。オペレーターはハンドルまたはレバーを使用してこのバルブを制御します。この動作によって、機械の油圧コンポーネントの動作速度と方向が決まります。ローダーシステムでは、このローダーパイロット制御バルブがアーム、バケット、その他のアタッチメントの動きを正確に制御します。これにより、上昇、下降、傾斜、回転などの動作が可能になります。高度な油圧制御技術により、油圧コンポーネントのスムーズで正確な操作が可能になります。バルブの設計には通常、ハウジング、ハンドルまたはレバー、スプールやピストンなどの内部油圧コンポーネントが含まれます。これらのコンポーネントが共同で作動油の流量と圧力を管理します。電子制御システムは、精度をさらに向上させ、他の機械機能との統合を実現します。

オペレータ入力とシステム応答

レバーとジョイスティックによるコントロール

オペレーターは、レバーやジョイスティックなどの直感的なインターフェースを介してローダーの機能を操作します。これらの操作は、人間の入力を油圧コマンドに変換します。一般的なレバー操作には、バケットの持ち上げ、傾斜、ダンプを行う油圧ジョイスティックなどがあります。ステアリングホイールまたはレバーは、ローダーの動きを操作します。ローダーの制御レバーには、多くの場合、様々なロック機構が備わっています。これらは、誤操作を防止したり、機能を保留したりします。例としては、全機能または個別機能用の多機能レバーロック、SCVレバーロック、電子ロックなどがあります。オペレーターがジョイスティックを動かすと、センサーがこの物理的な動きを検出します。これらのセンサーは、その動きを電子信号に変換します。制御システムはこれらの信号を受信し、意図された動作を解釈します。そして、関連する油圧コンポーネントを作動させてコマンドを実行します。ローダーパイロット制御弁ジョイスティックの動きを油圧信号に変換することで、この正確な制御を容易にします。

圧力と流れの管理

ローダーの正確な動作は、油圧と流量の高度な管理にかかっています。圧力制御弁（PCV）は、安定した動作を維持し、システムの変動を防ぎます。リリーフ弁は、圧力が過度に高くなった場合に余分な油を迂回させることで、最大圧力を制限します。スプリング式のピストンまたはダイヤフラムが油圧油の圧力を検知し、設定された制限値に達するとバルブを開閉します。ロードセンシングポンプは、正確な流量管理に不可欠です。これらのポンプは、コンポーネントネットワークと連携して、作動油の圧力、流量、温度を管理します。電動油圧制御とパイロット油圧制御も重要な役割を果たします。これにより、オペレーターは応答速度を調整し、パターンを切り替えることができます。可変容量ポンプは、油の流量と圧力を効果的に管理することで、正確な制御に貢献します。

安全機能とシステム保護

油圧システムには、損傷を防ぎ、信頼性の高い動作を確保するための重要な安全機能が組み込まれています。リリーフバルブは不可欠な安全装置であり、油圧システムを過剰な圧力から保護します。適切な圧力緩和が行われないと、繊細な部品に損傷を与えるような急激な圧力上昇が発生する可能性があります。これは、早期摩耗や重大な故障につながります。また、過剰な圧力は発熱を引き起こし、作動油やシールの劣化を招きます。圧力リリーフバルブは、これらの有害な結果を防ぎます。圧力リリーフバルブは、過圧に対する重要な安全機構として機能します。下流で詰まりが発生すると、圧力が急激に上昇する可能性があります。リリーフバルブは、流体の一部をバイパスするために開きます。圧力が上昇し続けると、バルブは完全に開きます。これにより、ポンプの流量が100%バイパスされます。圧力が正常に戻ると、バルブは閉じます。これにより、システムの安全性と動作が維持されます。

ローダー用コントロールバルブは、バルブ本体内に可動スプールを備えています。これらのスプールは、加圧された作動油を正確に制御します。この機構により、オペレーターはローダーの様々な動作や機能を制御することができます。オペレーターは、精度とパワーを両立させることができます。統合された安全機能により、油圧システム全体を常に保護します。