最完整的液压总线多路阀解析

发布日期：2024-02-22 点击：415

首先我们来说说，总线多路阀到底是个什么产品？

（一）剖析总线多路阀

顾名思义，总线多路阀依旧是一台多路阀，只不过采用了总线通讯的方式。总线一词的英文是Bus，就像一辆公共巴士带着数据包在数据高速公路上奔驰。相比于传统的电压电流型控制信号，总线携带的信息量更大也更丰富。工程机械中，通常使用CANbus（Bus的一种），这是博世集团为了简化车辆内部线束的复杂程度，而提出来的一种通信解决方案，经过不断地实践丰富，已经得到广泛应用。目前的汽车工业基本上所有的通讯都采用CANbus，国内工程机械行业近些年，也逐步接受并在成熟批量的机器上使用，比如消防车，混凝土泵车，高空作业平台，起重机等。

传统的电流型多路阀采用单点通讯，即一个控制器的输出口连接到一个多路阀电磁铁，电流信号分别传输，针对特定动作，控制器就对该动作对应的针脚输出电流或电压信号，用于驱动电磁铁。有多少个电磁铁就需要与之相应数量的控制器输出口进行连接。就像私家车，专车专用。这就意味着控制器需要配置很多的I/O端口。

而总线型的多路阀，采用的是总线数据包的形式进行信号传输，一个数据包可以传输到该条线路上的每一个节点（每一片阀），只有ID匹配的节点才会对指令做出响应。一个CAN口就可以控制多个执行器，即多片阀。这就相当于公交车，任何人都可以上车，也可以在目的地下车，一辆车满足所有人的需求，而且总线的传输速度比公交车快多了。

总结一下，总线多路阀具有哪些特点，能带来哪些好处呢？

第一点，减少线束需求，一根线就能够与整组阀甚至多组阀进行通信。相比起电流阀来说，节省的线束不是一根两根，可能是十根二十根，甚至上百根。不仅成本节省了下来，布线也变得更加简单了。
第二点，有效减少对控制器输入输出I/O端口的需求，理论上一个CAN口就可以控制很多阀片，匹配得当，控制器成本也能节省不少。
第三点，随着线束的减少，整车的重量也得以减轻。别小看一根根线束，据统计，对于一辆汽车，使用总线后电缆长度减少2000m（标准跑道5圈），重量可减轻至少50KG。随着重量减轻，能耗变小，经济效益也会更好。
第四点，状态反馈。总线阀具有实时反馈状态的功能，按照一定的周期，不停反馈自己的状态，比如阀芯位置，温度，正常/故障状态等信息，可以帮助主机实现实时监控，车辆运行状态了然于心。
第五点，故障诊断。工程车辆不可避免地会遇到一些故障停机的情况，传统的多路阀，没有任何的故障辅助诊断功能，需要根据经验一步步排查，从机械，液压，电气，软件等各个方面想办法。而总线阀组，在出现故障后会将历史故障信息记录到内存中，在排故时可以读取到发生过的故障，可以快速定位到故障原因，进而快速解决。
第六点，控制精准，指哪打哪。常见的总线多路阀都配备了阀芯位移传感器，通过闭环控制，阀芯行程控制精准了，再配合压力补偿器将压差固定，即可实现精确的流量输出。比如丹佛斯的PVG总线多路阀，滞环可以达到1%，这个水平就相当高了。

以上六点是最为典型的总线多路阀特点，除此之外，还可以结合系统控制，做出更多的衍生。比如，在阀前补偿的系统中实现电子流量分享，智能AI控制，轨迹规划等高级功能。

上述将总线多路阀是什么，具有什么特点，能带来哪些好处做了说明介绍，那么当我真的有项目需要用到总线多路阀，我应该选择哪家的产品，如何来选择呢？下面就进入到第二部分。

（二）哪些品牌具有总线多路阀，该怎么来选择？

随着数字化时代的来临，主机厂逐渐接受并主动使用总线多路阀产品。在此助推下，越来越多的多路阀厂商借着东风也在推出总线型产品，这其中主要有四大类型：

一类是在多年前就已经自主研发总线控制模块，配套自家的阀体推出总线多路阀，并且已经使用多年经过市场验证，产品性能稳定可靠。代表厂家有丹佛斯，力士乐等一线知名国际品牌。
二类是购买第三方总线控制模块，结合自家的阀体组合成总线阀组，缺点是电控模块采购成本高，核心技术掌握在第三方手中；优点也很明显，可以快速推出总线产品，节省研发费用，且技术相对成熟，代表厂家有恒立，诺玛，科迈等。其中也有部分厂家在这种合作过程中，对总线模块进行研究并尝试自主研发生产，目前已有些推出了自己的控制模块产品。
三类是专业设计生产总线控制模块，作为一个标准产品卖给多路阀生产商，赚取核心零件利润。如Tecnord，Thomas等。
四类是尝试自己设计研发总线控制模块，并已经推出产品，但还需要市场测试验证，如阀智宝，Walvoil等。

丹佛斯PVG总线多路阀

目前市面上能听到的总线多路阀品牌归类：

进口品牌

丹佛斯

力士乐

哈威

布赫

Walvoil

国产品牌

恒立

诺玛

科迈

阀智宝

总线控制模块

托马斯

Tecnord

了解品牌后，接下来该怎么选择总线多路阀呢？

总体来说，需要从两方面进行权衡，一是应用场景，二是技术要求。

应用场景，需要考虑车辆是否出口，出口目的地对产品的功能安全和认证等是否有要求；比如起重机、高空作业车等就要求具有较高的安全等级。
技术要求，最主要的三个基本参数，一为总线协议，工程机械一般就用两种，SAE J1939或CANopen，需要结合整车的配置和通信来选择；二是节点ID，每一条总线上不能有重复的节点ID，需要统筹分配；三是波特率，也叫比特率，根据数据传输量和车辆总线长度，选择合适的波特率有助于提高通讯效率和稳定性。除了这三个最基础的参数外，还有一些定制化的参数设置，如故障监控形式，斜坡，比例缩放等，得根据具体情况来考虑。

不同厂家的总线多路阀产品都具有自身的特点，由于篇幅有限，不再详细展开。如果大家比较感兴趣，后续可以单独进行详细介绍。有需要的欢迎留言告知。

（三）如果已经拿到总线阀组，如何实现控制？

想要控制总线多路阀，首先需要了解总线的报文形式，将特定的控制报文发送到总线上，对应的阀片就会响应，开启阀芯，输出流量，最终实现对执行机构的驱动。

总线通信中，采用十六进制居多，先来了解一下进制的基本概念。

平常我们在生活中使用的是十进制（Dec)，累计到9，再往上就需要进一位，变成10。而计算机中采用的是数字量，要么开要么关，这就是二进制(Bin)，0或者1，01再增加，就需要往上进一位，变成10. 在发送总线报文时，往往使用十六进制（Hex)，内容更加简练，十六进制中，9往上增加，变成A，直到F才往前进一位，变成10（对应十进制16，对应二进制0001 0000）。具体的对应关系可以参考下表：