EPR Valve پمپ هیدرولیک K3V112

بسیار عالی. شما به یکی از مهم‌ترین و در عین حال پیچیده‌ترین اجزای کنترلی پمپ هیدرولیک کاوازاکی مدل K3V112 اشاره کردید. شیر EPR نقش حیاتی در بهینه‌سازی عملکرد بیل مکانیکی دارد. در ادامه به صورت کاملاً تخصصی و با جزئیات به بررسی آن می‌پردازیم.

تحلیل جامع شیر EPR در پمپ هیدرولیک کاوازاکی K3V112

EPR Valve چیست؟

واژه EPR مخفف Electronic Proportional Reducing Valve است که به فارسی “شیر تناسبی الکترونیکی کاهنده فشار” ترجمه می‌شود. این شیر یک قطعه الکترو-هیدرولیکی است که روی بلوک رگلاتور پمپ K3V112 (و بسیاری از پمپ‌های سری K3V و K5V) نصب می‌شود.

• Electronic (الکترونیکی): به این معناست که ورودی و فرمان خود را از یک منبع الکتریکی، یعنی کامپیوتر اصلی دستگاه (MCU/V-ECU)، دریافت می‌کند.
• Proportional (تناسبی): یعنی فشار خروجی آن متناسب با جریان الکتریکی ورودی است. هرچه جریان (میلی‌آمپر) بیشتری از کامپیوتر به سلونوئید (سیم‌پیچ) آن اعمال شود، فشار هیدرولیکی خروجی آن نیز به همان نسبت تغییر می‌کند (معمولاً به صورت معکوس).
• Reducing (کاهنده): یعنی این شیر، فشار ورودی خود را (که معمولاً فشار پایلوت سیستم است) گرفته و آن را به یک فشار کنترلی پایین‌تر و قابل تنظیم “کاهش” می‌دهد تا به رگلاتور پمپ فرمان دهد.

مکان و تعداد:

در پمپ دوبل K3V112DT، معمولاً دو عدد شیر EPR وجود دارد، هر کدام برای کنترل یک واحد پمپ (یک شیر برای پمپ جلو و یک شیر برای پمپ عقب). این شیرها مستقیماً روی بلوک رگلاتور هر پمپ نصب شده‌اند.

EPR Valve پمپ هیدرولیک K3V112

نقش و وظیفه اصلی شیر EPR در پمپ K3V112

وظیفه اصلی شیر EPR، ترجمه فرمان‌های دیجیتال کامپیوتر به یک سیگنال هیدرولیکی قابل فهم برای رگلاتور پمپ است. به عبارت ساده‌تر، شیر EPR پل ارتباطی بین “مغز الکترونیکی” بیل مکانیکی و “قلب مکانیکی-هیدرولیکی” آن (یعنی رگلاتور پمپ) است.

این شیر در دو سناریوی کلیدی نقش ایفا می‌کند:

1. کنترل توان پمپ (Pump Power Control / Torque Control)

این مهم‌ترین وظیفه شیر EPR است. هدف این است که توان مصرفی پمپ هیدرولیک (PpumpP_{pump}Ppump​) هرگز از توان قابل ارائه توسط موتور دیزل (PengineP_{engine}Pengine​) در آن دور موتور خاص، بیشتر نشود.

فرآیند عملکرد:

1. سنسور سرعت موتور (Engine Speed Sensor) دور موتور را به طور مداوم به کامپیوتر (MCU) گزارش می‌دهد.
2. کامپیوتر بر اساس برنامه‌ریزی خود می‌داند که موتور در هر دور مشخص، حداکثر چه مقدار توان (اسب بخار یا کیلووات) می‌تواند تولید کند.
3. همچنین، کامپیوتر از طریق سنسورهای فشار، فشار کاری پمپ‌ها (P1P_1P1​ و P2P_2P2​) را نیز می‌خواند.
4. کامپیوتر با استفاده از یک منحنی مرجع (Torque Curve Map) که در حافظه‌اش ذخیره شده، محاسبه می‌کند که با توجه به فشار فعلی سیستم، حداکثر دبی مجاز (QmaxQ_{max}Qmax​) چقدر باید باشد تا حاصلضرب فشار و دبی ($P\times Q$) از توان موتور فراتر نرود.
5. سپس کامپیوتر یک جریان الکتریکی دقیق (مثلاً بین 100 تا 800 میلی‌آمپر) به شیر EPR ارسال می‌کند.
6. شیر EPR این سیگنال الکتریکی را به یک فشار هیدرولیکی کنترلی (PeprP_{epr}Pepr​) تبدیل کرده و به رگلاتور پمپ می‌فرستد.
7. رگلاتور پمپ با دریافت این فشار کنترلی، سروو پیستون (Servo Piston) را حرکت داده و زاویه سواش پلیت ($\alpha$) را طوری تنظیم می‌کند که دبی پمپ ($Q$) دقیقاً در حد مجاز باقی بماند.

مثال عملی:

• اپراتور می‌خواهد یک سنگ سنگین را بلند کند (فشار سیستم بالا می‌رود).
• کامپیوتر افزایش فشار را تشخیص می‌دهد. برای جلوگیری از افت شدید دور موتور یا خاموش شدن آن، کامپیوتر جریانی به شیر EPR می‌فرستد که باعث می‌شود رگلاتور، زاویه سواش پلیت را کم کند (کاهش دبی). در نتیجه دستگاه با قدرت زیاد و سرعت کم کار می‌کند و توان مصرفی پمپ در حد توان موتور باقی می‌ماند.

2. کنترل حالت‌های کاری (Work Mode Control)

اپراتور می‌تواند از طریق پنل داخل کابین، حالت‌های کاری مختلفی مانند (H) Heavy، (S) Standard، (E) Economy را انتخاب کند.

• وقتی اپراتور حالت Economy را انتخاب می‌کند، کامپیوتر به شیر EPR فرمان می‌دهد تا به طور کلی سطح توان پمپ را محدود کند. این کار باعث می‌شود رگلاتور حتی در فشارهای پایین‌تر نیز دبی را محدود کند که نتیجه آن کاهش مصرف سوخت است.
• در حالت Heavy، کامپیوتر به پمپ اجازه می‌دهد تا از حداکثر توان موتور استفاده کند.
  

  EPR Valve پمپ هیدرولیک K3V112

علائم خرابی شیر EPR

خرابی شیر EPR می‌تواند مشکلات پیچیده و گیج‌کننده‌ای در عملکرد بیل مکانیکی ایجاد کند:

1. دستگاه زیر بار سنگین خاموش می‌کند (Engine Stall):

• علت: شایع‌ترین علامت. شیر EPR خراب شده (معمولاً به صورت مکانیکی گیر کرده یا سلونوئید آن سوخته) و نمی‌تواند فرمان کاهش دبی را به رگلاتور منتقل کند. در نتیجه وقتی فشار بالا می‌رود، پمپ همچنان دبی زیادی می‌کشد و توانی بیش از توان موتور طلب می‌کند که باعث خاموش شدن موتور می‌شود.

2. دستگاه کند و بی‌جان است، حتی زمانی که زیر بار نیست:

• علت: شیر EPR در وضعیتی گیر کرده که دائماً در حال ارسال یک سیگنال فشار قوی به رگلاتور است. این باعث می‌شود رگلاتور همیشه زاویه سواش پلیت را در حداقل نگه دارد (حالت de-stroke) و پمپ دبی بسیار کمی تولید کند.

3. کدهای خطای مربوط به پمپ یا شیر EPR در مانیتور دستگاه:

• سیستم‌های دیاگ مدرن می‌توانند قطعی سیم‌پیچ (Open Circuit) یا اتصال کوتاه (Short Circuit) در سلونوئید شیر EPR را تشخیص داده و به صورت کد خطا نمایش دهند.

نحوه تست و عیب‌یابی

1. تست الکتریکی:

• مقاومت سیم‌پیچ: با استفاده از یک مولتی‌متر، مقاومت دو پین کانکتور شیر EPR را اندازه‌گیری کنید. این مقدار باید در محدوده مشخص شده در کتابچه تعمیرات باشد (معمولاً بین 10 تا 40 اهم بسته به مدل و دمای شیر). مقاومت بی‌نهایت به معنی قطعی و مقاومت صفر به معنی اتصال کوتاه است.

2. تست هیدرولیکی (توسط تکنسین مجرب):

• یک گیج فشار به پورت خروجی شیر EPR متصل می‌شود.
• با استفاده از ابزار دیاگ یا به صورت دستی (با تغییر حالت‌های کاری و فشار سیستم)، عملکرد شیر بررسی می‌شود. باید مشاهده کرد که با تغییر شرایط، فشار خروجی شیر (PeprP_{epr}Pepr​) نیز به درستی تغییر می‌کند.

3. تعویض موقت:

• یک روش ساده برای تشخیص، جابجا کردن شیر EPR پمپ جلو با پمپ عقب است. اگر مشکل دستگاه از یک سمت به سمت دیگر منتقل شد (مثلاً قبلاً حرکت استیک ضعیف بود و حالا حرکت بوم ضعیف می‌شود)، به احتمال زیاد همان شیر EPR خراب است.

نکته نهایی: شیر EPR یک قطعه بسیار دقیق و حساس است. در صورت خرابی، معمولاً تعویض می‌شود و تعمیر آن توصیه نمی‌گردد. هنگام تعویض، استفاده از قطعه اصلی (Genuine Kawasaki) یا برندهای معتبر OEM برای اطمینان از عملکرد صحیح و طولانی‌مدت سیستم ضروری است.