您是否正在设计液压升降系统，并希望避免油缸之间的同步问题？在本文中，我们将分析一位客户提供的实际案例，重点介绍设计人员经常忽视的一个方面：分流系统中油缸腔室容积的配置。
我们来看看为什么这会导致气缸同步错误以及如何预防这些错误。
客户是一家从事机械设备和起重机械制造的公司，他们正在设计一款使用4个液压缸的4柱平台，用于提升重型车辆：
· 前部 2 个气缸：1A（左）和 1B（右）
· 后部两个气缸：2A（左）和 2B（右）
操作条件如下：
· 前缸承受约80% 的负载
· 后缸承受的负载约占总负载的 20%。
· 每天大约150个工作周期
· 平台在每个循环（上升和下降）结束时都必须保持完全水平。
运动过程中不需要绝对的精确度，但平台必须始终保持相对水平。
对于气缸控制，选用了一款2 元件 MIA-FD 流量分配器（歧管瞬时自动补偿流量分配器，型号 MVA0218 ），配置如下：
· 输出 1：左侧气缸（1A + 2A）
· 输出 2：右侧气缸（1B + 2B）
· 压力源（液压泵）：2800 psi（约 190 atm），恒定
客户之所以选择Vivoil MIA-FD，是因为它特别适合此类应用。它可以补偿执行器之间的负载差异，并以恒定且独立的流量将流体分配到回路的不同分支——这对于提升必须保持对齐的非均匀负载至关重要。
所选版本（MVA – 标准分流器）不包含用于合并阶段的压力释放阀或单向流量控制，而这些功能在MVE版本中可用。
所采用的电路是主从式电路。在这种结构中，使用单一油路，主缸驱动从缸，从而实现伸缩同步进行。
在这种类型的回路中，液压管路连接到主缸的全通径侧，主缸的活塞杆侧连接到从缸的全通径侧。
在原型测试期间，客户观察到异常情况：下降阶段，前油缸到达行程末端后，后油缸仍保持约 130 毫米的抬升状态。因此，尽管液压回路计算结果正确，平台仍无法保持水平。
当时，客户的疑虑并非在于 MIA-FD 的正确操作，而在于这种类型的 分流器在所设计的机器的主从回路中的应用。
因此，他们联系我们，以确认该问题是否可能与在此配置中使用 MIA-FD 有关。
在分析了设计数据之后，我们确定了问题的可能原因：正如所怀疑的那样，问题出在主从配置上，具体来说，是气缸腔室的容积上。
事实上，为了使主从系统正常工作，主缸的活塞杆侧容积必须等于从缸的全通径侧容积，反之亦然，如图所示：
然而，当使用标准气缸时，由于活塞杆的存在，全通径侧容积大于活塞杆侧容积。
因此，在使用相同的气缸时，无法获得完全一致的容积，并且在循环的某些阶段，油无法完全充满腔室或完全排出腔室内的油。
结果是其中一个气缸无法完成其行程，从而导致错位，就像客户提交的原型中观察到的那样。
以下两张图清楚地说明了这个问题：
· 下降阶段：气缸无法完全排出油液。
如果在循环开始时，气缸 1 的全通径侧充满油液（典型的下降阶段），则这些油液必须流向气缸 2 的杆侧。然而，杆侧的容积小于全通径容积。因此，离开气缸 1 的油液量大于气缸 2 的可用空间，导致部分油液无法完全转移。结果：气缸 2 无法完成其行程，两个气缸发生错位。
· 上升阶段：气缸无法完全充满。
相反，在循环开始时，气缸 2 的活塞杆侧已充满油液（典型的上升阶段），油液必须充满气缸 1 的全缸径侧。然而，全缸径容积大于活塞杆侧容积，来自气缸 2 的可用油液不足，因此无法完全充满气缸 1 的腔室。因此，在这种情况下，其中一个气缸也无法完成其行程，从而导致不对中。
为了解决这个问题，我们建议客户取消主从系统，采用不同的配置：使用由4 元件 MIA-FD 分配器 控制的4 个独立气缸。
这样一来，气缸腔室之间就不再需要等量容积了，因为 Vivoil MIA-FD 能够分配恒定且独立的流量，并且任何负载差异都会自动补偿。
事实上，MIA-FD 能够持续平衡负载，即使在存在明显不平衡的情况下也能确保最佳的流量分配，这得益于其内部齿轮系统和阀门补偿，该补偿可在冲程结束前瞬间运行。
这样，即使在负载不平衡的情况下，平台在上升和下降过程中也能保持对准。
然而，要采用这种解决方案，必须重新评估液压系统的尺寸，使其在高流量和低压力下运行，以便该系统能够通过四个独立的分支正常工作。
本案例表明，在升降系统中，仅靠计算正确是不够的。不合适的配置和回路类型会影响分流器系统中各油缸的同步性。
在这种情况下，MIA-FD 是最有效的解决方案，因为如果系统规模合适，与主从系统等更复杂的配置相比，它可以简化控制。
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