Hva er pilotforhold for lastventiler?

En lastventil sørger for at oljen bare kan strømme i én retning, og i hydrauliske løftesystemer brukes ofte pilotstyrte lastventiler for å holde lasten trygt på plass. Disse ventilene kan åpnes ved hjelp av et pilottrykk fra systemet, slik at oljen kan strømme tilbake når man ønsker å senke eller bevege lasten kontrollert. Pilotforholdet angir forholdet mellom pilotarealet (den flaten pilottrykket virker på) og ventilsetets areal inne i lastventilen. Forholdstallet uttrykkes gjerne som for eksempel 3:1, 4:1 eller 10:1. Et pilotforhold på 3:1 betyr at ventilen trenger omtrent 1 bar pilottrykk for å balansere 3 bar lasttrykk – med andre ord kreves om lag en tredjedel av lasttrykket i pilottrykk for å åpne ventilen.

Hvorfor er pilotforhold viktig?

Pilotforholdet bestemmer hvor lett eller vanskelig lastventilen åpner seg under last, og det påvirker dermed både stabilitet og effektivitet i systemet. Et lavere pilotforhold (f.eks. 3:1) betyr at det trengs høyere pilottrykk for å åpne ventilen. Dette gir mer kontrollert og stabil bevegelse av lasten – et pilotforhold rundt 3:1 er da også tilstrekkelig for de aller fleste lastkontroll-applikasjoner.

Et høyere pilotforhold (f.eks. 10:1) gjør at ventilen åpner med lavere pilottrykk, noe som gir mindre energitap (høyere effektivitet) og raskere respons. Ulempen er at stabiliteten og jevnheten i bevegelsen kan reduseres. Derfor bør man vanligvis unngå svært høye pilotforhold som 10:1 i løftesystemer der presis kontroll er viktig, med mindre applikasjonen tilsier det – for eksempel kan hydraulikkmotorer ofte fungere med høyere pilotforhold uten å miste stabiliteten.

Hvordan påvirker ulike pilotforhold systemytelsen?

Forskjellige pilotforhold gir en avveining mellom kontroll og effektivitet. Nedenfor oppsummerer vi effekten av lave, middels og høye pilotforhold:

• Lavt pilotforhold (ca. 3:1): Krever mer pilottrykk for å åpne ventilen. Dette gir bedre stabilitet og presisjonskontroll, da ventilen motstår å slippe lasten til den får et tilstrekkelig styringssignal​. Passer for oppgaver der presis posisjonering er kritisk, som løfting av tunge laster der sikker og jevn senking er avgjørende.
• Middels pilotforhold (4:1–5:1): En mellomløsning som krever moderat pilottrykk. Gir noe bedre effektivitet enn 3:1, samtidig som man bevarer mye av stabiliteten. Slike pilotforhold kan være aktuelle når systemet har begrenset tilgjengelig pilottrykk, eller når man ønsker en balanse mellom jevn bevegelse og raskere bevegelse.
• Høyt pilotforhold (8:1–10:1): Ventilen åpner svært lett med lite pilottrykk. Dette minsker strømningsmotstanden gjennom ventilen og reduserer varmeutvikling, slik at systemet kan jobbe mer energieffektivt. Imidlertid blir lasten mindre “låst” av ventilen, noe som kan gi mindre demping og potensielt rykkete bevegelser om lasten varierer. Høye pilotforhold brukes derfor helst i applikasjoner der lastens bevegelse er jevn og forutsigbar – for eksempel i visse hydraulikkmotor-kretser der man primært ønsker høy hastighet og lavt trykktap, og finposisjonering er mindre kritisk​.

Tips: Husk at utformingen av hydraulikksylinderen eller motoren også kan påvirke hvor mye pilottrykk som faktisk trengs. For en sylinder med ulikt areal på stempel- og stempelsiden (arealforhold), vil det effektive pilotforholdet endres noe – i praksis kan lasttrykket “hjelpe til” eller motvirke, avhengig av hvilken side lastventilen sitter​. Dette er verdt å ta med i betraktning, spesielt i presise systemer.

Praktiske eksempler på valg av pilotforhold

La oss se på noen eksempler som illustrerer hvordan man velger riktig pilotforhold til ulike hydrauliske systemer:

• Kraner og løftesylindere: Disse har ofte varierende last og krever presis kontroll for sikker senking. Her velges typisk et lavt pilotforhold rundt 3:1 for å sikre at ventilen holder lasten stabilt og åpner kontrollert når føreren aktiverer senkingen. Det høyere pilottrykkskravet med 3:1 gir en innebygd sikkerhet – lasten forblir låst til et klart pilottrykk gis, noe som gir myk og trygg bevegelse.
• Hydrauliske motorer og vinsjer: I systemer der en hydraulikkmotor driver for eksempel en vinsj eller et hjul, kan motstanden (lasten) være mer konstant og rotasjonen jevn. Her kan et høyere pilotforhold som 8:1 eller 10:1 benyttes. Ventilen vil da åpne med lite pilottrykk, noe som minsker struping og energitap når motoren skal rotere raskt. Fordi belastningen er jevn og det er mindre risiko for plutselige lastendringer, kan man dra nytte av effektiviteten til et slikt høyt pilotforhold uten at bevegelsen blir ustabil.
• Mobile maskiner med begrenset pilottrykk: I noen mobile hydraulikksystemer er det begrensninger på hvor høyt pilottrykk man kan oppnå. Hvis man for eksempel bare har 50 bar pilottrykk tilgjengelig, kan en lastventil med pilotforhold 3:1 få problemer med å åpne mot en svært tung last. I et slikt tilfelle vil en ventil med rundt 4:1 pilotforhold være et bedre valg. Denne vil kreve relativt mindre pilottrykk for å åpne under samme last, slik at man får åpnet ventilen med det pilottrykket som er tilgjengelig. Samtidig er ~4:1 fortsatt lavt nok til å gi god lastkontroll i de fleste situasjoner.

Hydraulikkteknikk AS har løsningen

Som hydraulikkkunde behøver du ikke navigere disse valgene alene. Hydraulikkteknikk AS tilbyr et bredt utvalg av pilotstyrte lastventiler med ulike pilotforhold og spesifikasjoner. Enten du trenger en standard 3:1-ventil for en løfteapplikasjon eller vurderer spesialløsninger med høyere pilotforhold, kan våre erfarne teknikere veilede deg til riktig valg. Vi har den tekniske ekspertisen til å analysere din applikasjon og anbefale den optimale lastventilen som ivaretar både sikkerhet, ytelse og energieffektivitet. Ta gjerne kontakt med oss for hjelp til å finne den beste løsningen for ditt hydraulikksystem – vi sørger for at du får riktig pilotforhold og en ventil som møter dine behov.