比較雙動缸的 4/2 通路閥與 5/2 通路閥

您的雙動缸需要一個方向控制閥。目錄中顯示的 4/2 通和 5/2 通選項價格相近，流量額定值相近，物理尺寸也相近。誘惑是將它們視為可互換的，並選擇有庫存的。在氣動系統設計中，每天都有數以千計的人做出這樣的決定，而這正是造成應用失敗的根源，只要清楚瞭解閥門名稱中第二個數字的實際含義，這些失敗是完全可以避免的。本指南讓您瞭解這一點，並提供每次都能正確指定的架構。🎯

4/2 通閥有四個油口和兩個切換位置 - 在這兩個位置上，兩個油缸油口都連接至供油口或排氣口，不可能有中性或中間狀態。5/2 通閥有五個油口和兩個切換位置 - 它增加了第二個專用排氣口，允許每個油缸油口獨立排氣路由，並實現 4/2 通閥無法實現的壓差控制策略。對於大多數標準雙動缸應用而言，5/2 通閥是正確且功能更強大的規格。.

Ravi Shankar 是印度海德拉巴一家藥用壓片機製造商的控制工程師。他的藥錠頂出機構使用一個雙動缸，需要以全速伸出，然後以受控制的較低速度縮回，以防止藥錠在回程中損壞。他最初的規格使用了一個 4/2 通路閥，並在縮回端口設有流量控制。在調試期間，他發現 4/2 通路閥的單個排氣口被延展和縮回排氣通路共用 - 他的流量控制影響了兩個行程，而不僅僅是縮回。改用具有獨立排氣口的 5/2 通閥後，他只需在收縮排氣口上安裝流量控制，即可在每個行程方向上實現獨立的速度控制。收縮機上的平板損壞降至零。🔧

目錄

• 閥門名稱中的數字實際上代表什麼意義？
• 4/2 通閥和 5/2 通閥在埠配置和電路行為上有何不同？
• 哪些應用需要 5/2 通閥，哪些可以使用 4/2 通閥？
• 如何將選擇範圍擴展至 5/3 通路閥和中間位置功能？

閥門名稱中的數字實際上代表什麼意義？

ISO 1219 閥門指定系統以簡單的兩個數字格式編碼了關於連接埠數和切換位置數的精確資訊 - 但僅從指定中並不能立即看出每個數字對電路行為的影響。⚙️

在 X/Y-way 的稱謂中，X 是端口（流量連接）的數量，Y 是閥芯可佔用的不同切換位置的數量。連接埠的數量決定了可連接的內容；位置的數量則決定了可能的迴路狀態。這兩個參數共同定義了閥門的完整行為包络。.

解碼埠計數（第一個數字）

2 端口閥（2/2-way）：一個入口，一個出口 - 僅具有開/關功能。不適用於雙動缸控制。.

3 端口閥（3/2 通）：一個供氣口、一個工作口、一個排氣口 - 用於單動缸和先導信號產生。.

4 端口閥（4/2 通）：一個供油口、兩個工作油口、一個排氣口 - 這是雙動缸控制的最少油口數。單個排氣口用於兩個工作口的排氣通路。.

5 端口閥（5/2 通、5/3 通）：一個供氣口、兩個工作口、兩個排氣口 - 每個工作口有一個專用排氣口。這是現代工業氣動裝置中雙動缸控制的標準配置。.

解碼位置計數（第二個數字）

2 位閥 (/2)：閥芯有兩個穩定位置 - 通常是彈簧回位 (單穩態) 或棘爪/雙電磁閥 (雙穩態)。不可能有中間狀態。閥門始終處於兩個定義位置之一。.

3 位閥 (/3)：閥芯有三個位置 - 兩個末端位置和一個中心（中性）位置。中心位置定義了閥門在中行程狀態下斷電時的行為。有三種不同的中心位置功能：關閉中心、壓力中心和排氣中心。.

ISO 1219 符號系統

的 ISO 1219¹ 將閥位表示為方塊，並在每個方塊內繪製流動路徑：

• 每個方塊 = 一個開關位置
• 方塊內的箭頭 = 該位置的流向
• 阻塞線 (T 形) = 該位置的封閉連接埠
• 連接到方塊的線 = 實體連接埠

4/2 通閥符號解釋：

• 兩個方塊並排 = 兩個位置
• 四個外部連接 = 四個連接埠（P 供電、A 和 B 工作、R 排氣）
• 位置 1：P→A、B→R
• 位置 2：P→B、A→R

5/2 通閥符號解釋：

• 兩個方塊並排 = 兩個位置
• 五個外部連接 = 五個連接埠（P 供電、A 和 B 工作、R1 和 R2 排氣）
• 位置 1：P→A、B→R2
• 位置 2：P→B、A→R1

港口指定標準

連接埠功能	ISO 1219 信函	數字（舊標準）
壓力供應	P	1
工作埠 A (延伸)	A	4
工作埠 B (縮回)	B	2
排氣管 (單邊，或 B 邊的排氣管)	R 或 EA	3
第二排氣口（僅適用於 A 側，5 埠）	S 或 EB	5
試點供應	Z	12 / 14

要正確安裝流量控制閥，必須瞭解連接埠的指定 - 安裝在 4/2 通閥連接埠 3 上的流量控制閥會影響兩個行程方向，而安裝在 5/2 通閥連接埠 3 或連接埠 5 上的相同流量控制閥則只會影響一個行程方向。這正是解決 Ravi 壓片機問題的區別。🔒

4/2 通閥和 5/2 通閥在埠配置和電路行為上有何不同？

4/2 閥和 5/2 閥之間的閥口數差異所產生的迴路行為差異是根本性的，而不是邊緣性的。了解這些差異，才能清楚地做出應用選擇的決定。🔍

4/2-way 和 5/2-way 閥門之間的關鍵行為差異在於排氣路由：4/2-way 閥門透過單一共用排氣口對兩個汽缸埠排氣，而 5/2-way 閥門則為每個汽缸埠提供專用排氣口 - 可針對每個衝程方向進行獨立速度控制、獨立排氣處理和獨立背壓管理。.

4/2 通閥：電路行為分析

連接埠配置：P (供氣)、A (工作 1)、B (工作 2)、R (單排氣)

位置 1（正常/彈簧位置）：

• P 連接到 A → 圓柱體延伸
• B 連接至 R → 收縮側透過 R 排氣

位置 2（啟動位置）：

• P 連接到 B → 氣缸縮回
• A 連接至 R → 延伸側透過 R 排氣

共用排氣結果：
在這兩個位置，無論哪一個汽缸油口排氣，排氣都會通過單一的 R 油口。安裝在 R 上的任何限制、流量控制、消音器或背壓裝置都會同時影響兩個行程方向。單一 4/2 通閥無法獨立控制延伸排氣和收回排氣。.

這在什麼時候重要？

• 當您需要不同的伸縮速度時
• 當一個排氣通路需要消音器，而另一個不需要時
• 必須收集或處理廢氣時（油霧、污染）
• 當一條排氣路徑上的背壓會導致另一衝程出現問題時

何時無關緊要？

• 當兩個衝程以相同速度運轉時
• 不需要排氣處理時
• 當應用純粹是開/關，沒有速度控制需求時

5/2 路閥：電路行為分析

連接埠配置：P (供氣)、A (工作 1)、B (工作 2)、R1/EA (B 端排氣)、R2/EB (A 端排氣)

位置 1（正常/彈簧位置）：

• P 連接到 A → 圓柱體延伸
• B 連接到 R1 → 收縮側只透過 R1 排氣

位置 2（啟動位置）：

• P 連接到 B → 氣缸縮回
• A 連接至 R2 → 延伸側僅透過 R2 排氣

獨立排氣的優勢：
每個汽缸連接埠都有其專用的排氣通路。流量控制、消音器、背壓閥或排氣收集器可以獨立安裝在 R1 和 R2 上，兩個衝程方向之間不會有任何互動。.

並排行為比較

電路行為	4/2 通閥	5/2 通閥
獨立伸縮速度控制	❌ 不可能	✅ 完全獨立
每個方向的獨立排氣消音	❌ 不可能	✅ 完全獨立
每個方向的獨立排氣背壓	❌ 不可能	✅ 完全獨立
每個方向的廢氣收集	❌僅共用收集	✅ 獨立收藏
出表速度控制（首選方法）	無法正確執行	✅ 標準實施
表入速度控制	✅ 可能 (較不可取)	✅ 可能
電路簡化	✅ 稍微簡單	✅等同
歧管安裝相容性	✅ ISO 55992 兼容	與 ISO 5599 相容
典型成本差異	參考資料	+5% 至 +15%

表外速度控制要求

出表速度控制³ - 限制來自氣缸的排氣流量以控制活塞速度 - 是氣缸的首選速度控制方法，因為它提供穩定、與負載無關的速度控制。表入控制（限制供氣流量）會產生不穩定、與負載相關的速度行為。.

要正確執行計量輸出，需要在每個排氣埠上安裝流量控制：

• A 端排氣的流量控制 → 控制收縮速度
• B 端排氣的流量控制 → 控制擴展速度

配備 4/2 通閥門：兩個排氣口共用一個接口 (R)。R 上的單一流量控制會影響兩個方向 - 您無法獨立設定伸出和縮回速度。無法正確實現計量輸出。.

配備 5/2 通閥：每個排氣口都有自己的接口（R1 和 R2）。R1 和 R2 上的獨立流量控制提供每個行程方向的獨立計量輸出控制。這是標準、正確的實現方式。✅

來自現場的故事

我要介紹 Sofia Papadopoulos，她是希臘塞薩洛尼基一家客製化自動化公司的機器製造商。她正在製造一個標籤貼標機，其中一個氣缸緩慢伸出（以可控的力道貼標）並快速縮回（以盡量縮短週期時間）。她最初的閥門規格是 4/2 通閥 - 她打算在排氣口使用流量控制來減緩伸出行程。.

在調試過程中，她發現單個排氣口上的流量控制使兩個衝程的速度同樣變慢 - 她無法同時實現慢速伸出和快速縮回。她對於 4/2 通路閥的選擇很有限，要麼減慢兩個衝程的速度，要麼使用更複雜的旁通迴路與止回閥。.

用相同閥體尺寸和閥口螺紋的 Bepto 5/2 通閥取代 4/2 通閥只花了 20 分鐘。使用 R1 和 R2 上的獨立流量控制，她在不到 10 分鐘的調整時間內將伸出速度設定為 80 mm/s，將縮回速度設定為 320 mm/s。她的機器在當天就達到了循環時間規格，從此之後，她指定 5/2 通閥作為所有雙作用氣缸應用的標準。🎉

哪些應用需要 5/2 通閥，哪些可以使用 4/2 通閥？

行為分析使 5/2 通閥看起來具有普遍優勢 - 對於雙動缸應用而言，它們在很大程度上確實具有優勢。但是，4/2 通閥仍有其合法的應用，在這些應用中，其簡單的油口配置是一項優勢。💪

5/2 通閥是所有雙作用汽缸應用的正確預設規格，適用於需要獨立速度控制、獨立排氣處理或計量出速度控制的應用 - 這描述了大多數的工業自動化應用。4/2 通閥適用於行程速度相同的簡單開/關應用，以及刻意使用共用排氣行為的特定回路配置。.

需要 5/2 通閥的應用

⚡ 任何需要不同伸縮速度的應用

這是指定 5/2 通閥的主要且最常見的原因。如果伸展速度和縮回速度不同 (大多數的工業應用都是如此，快速縮回和受控伸展是標準的運動曲線)，則必須使用具有獨立計量表輸出流量控制的 5/2 通閥。.

範例：

• 沖壓與夾持應用：緩慢控制接近，快速縮回
• 標籤與封條應用：慢速控制接觸，快速收回
• 取放式：快速伸展至定位，可控制負載縮回
• 焊接夾具夾持：受控夾具接合，快速釋放

🔇 僅要求單向排氣消音的應用

在某些應用中，排氣噪音只會在一個沖程方向上產生 - 通常是快速沖程。僅在 5/2 通閥的一個排氣口上安裝消音器可降低噪音，而不會增加另一個行程的背壓。對於 4/2 通閥，在單個排氣口上安裝消音器會增加兩個行程的背壓。.

🧪 需要廢氣收集或處理的應用

在製藥、食品加工和無塵室應用中，可能需要收集和過濾廢氣以防止污染。使用 5/2 通閥時，只有活動行程的排氣會被導入收集系統 - 另一個排氣口可以自由排氣。使用 4/2 通閥時，兩個排氣口都必須透過單一端口收集，因此需要更大的收集系統。.

🏭 標準工業自動化 (一般建議)

對於任何在設計階段尚未完全定義速度控制需求的雙動缸應用，請指定 5/2 通閥為預設值。與 4/2 通閥相比，成本增加了 5-15%，而且如果日後需要獨立的速度控制，也不需要重新設計閥路。.

適合 4/2 通路閥的應用

✅ 簡單的開/關應用，行程速度完全相同

如果兩個行程都以全速運轉，且無流量控制，也不需要排氣處理，則 4/2 通閥完全足夠。例子包括簡單的零件排出、閘門開/關，以及速度並非控制變數的二進位切換。.

特定故障安全電路配置

在某些安全迴路設計中，會刻意使用 4/2 通閥的共用排氣行為，以確保在閥門關閉時，兩個油缸油口同時排氣 - 防止任何一個油室出現壓力鎖定。這是需要刻意設計電路的特殊應用，而非一般建議。.

✅ 在兩個排氣口使用背壓的液壓氣動回路

在需要同時在兩個排氣口上控制背壓的迴路中（一些平衡迴路和負載保持迴路），在共用排氣口上安裝單個背壓閥的 4/2 通閥比在兩個排氣口上安裝匹配背壓閥的 5/2 通閥更容易實現。.

申請選擇決定指南

應用條件	正確的閥門
需要不同的伸縮速度	5/2 路強制性
可在任一行程上控制出表速度	5/2 路強制性
僅單向排氣消音	5/2 路優先
廢氣收集/處理	5/2 路優先
兩筆全速，無速度控制	4/2 路可接受
簡單開關、二進制定位	4/2 路可接受
需要故障安全同步排氣	4/2 路 (特定電路)
一般工業自動化 (預設)	建議使用 5/2 路

如何將選擇範圍擴展至 5/3 通路閥和中間位置功能？

4/2 與 5/2 的決定涵蓋了大多數的雙動缸應用。但有一大類應用需要第三個閥位 - 在中間位置停止並保持油缸的能力，或在閥門於行程中斷電時定義特定的行為。這就是 5/3 通閥進入選擇範圍的原因。📋

5/3 通閥在 5/2 通配置的基礎上增加了一個中心（中性）位置 - 當兩個電磁閥都不通電時，閥芯會返回到此中心位置。有三種中心位置功能可供選擇：關閉中心（所有連接埠都阻塞）、壓力中心（兩個工作連接埠都連接供氣）和排氣中心（兩個工作連接埠都連接排氣）。每種中心功能都會產生獨特的汽缸行為，必須與應用需求相匹配。.

三個中心位置功能

封閉中心 (CC) - 封鎖所有連接埠

在中心位置，P、A、B、R1 和 R2 全部被封閉。油缸被液壓鎖定 - 由於兩個油腔都被密封，因此油缸無法向任何方向移動。.

$\text{Center position：}P = \text{blocked}, A = \text{blocked}, B = \text{blocked}$

在下列情況下使用閥門斷電時，油缸必須保持其位置 - 中間位置保持、緊急停止位置保持或製程保持條件。.

注意：氣動閉合中心位置保持不是安全等級的機械鎖。密封洩漏會導致位置逐漸偏移。對於安全關鍵的位置保持，除了閉合中心閥之外，還需要機械桿鎖。.

壓力中心 (PC) - 兩個工作埠均連接至供應器

在中心位置，A 和 B 端口均連接至 P（供給壓力）。兩個汽缸腔同時受壓 - 由於活塞兩側的壓力相等，因此汽缸具有壓力平衡功能，並可在承受中等外部負載時保持位置。.

$\text{Center position：}P （右箭軸 A）, P （右箭軸 B）, R1 = \text{blocked}, R2 = \text{blocked}$

在下列情況下使用：油壓缸必須在中心位置抵抗外部負荷，同時保持可在任一方向快速驅動。也用於軟停止應用，在此應用中，對兩個油腔加壓可提供緩衝減速。.

排氣中心 (EC) - 兩個工作埠均連接至排氣口

在中心位置，A 和 B 端口均與排氣口 (R1 和 R2) 相連。兩個氣缸腔都排入大氣 - 氣缸是自由浮動的，對外部運動沒有阻力。.

$\text{Center position：}A \rightarrow R2, B \rightarrow R1, P = \text{blocked}$

在下列情況下使用在中位時，油缸必須能在外力作用下自由移動 - 手動超控要求、重力回程應用，或在閥門中位時，負載必須能自由推動油缸的系統。.

5/3 向中心功能選擇指南

申請要求	正確的中心功能
停電時保持位置（中等負載）	封閉中心 (CC)
中性點抗外部負載	壓力中心 (PC)
自由浮動 / 手動中位控制	排氣中心 (EC)
軟停止/緩衝減速	壓力中心 (PC)
停電時重力回流	排氣中心 (EC)
具有位置保持功能的緊急停止裝置	封閉式中心 (CC) + 桿鎖
從空檔快速重新啟動	壓力中心 (PC)

雙作用氣缸的完整閥選擇矩陣

閥類型	職位	排氣口	中心功能	主要應用
4/2 路單穩壓器	2	1 (共用)	無	開關簡單，速度相同
4/2 路雙穩變器	2	1 (共用)	無	記憶功能，相同速度
5/2 路單穩壓器	2	2（獨立）	無	標準工業自動化
5/2 路雙穩態器	2	2（獨立）	無	記憶功能、獨立速度
5/3 路封閉中心	3	2（獨立）	全部受阻	中間位置保持
5/3 路壓力中心	3	2（獨立）	兩種加壓	抗負荷，軟停止
5/3 路排氣中心	3	2（獨立）	兩者都筋疲力盡	自由浮動，重力回程

單穩態 vs. 雙穩態：致動方法決策

4/2 通和 5/2 通閥都有以下型號 單穩態⁴ (彈簧回位) 和雙穩態 (雙電磁閥) 配置 - 獨立但相關的選擇決策：

單穩態（彈簧回復）：

• 一個電磁閥；停電時彈簧會將轉芯回復到正常位置
• 故障安全行為：斷電時回復到定義的彈簧位置
• 需要連續信號以維持驅動位置
• 適用於：需要在斷電時自動返回指定位置的應用程式

雙穩態（雙電磁/制動）：

• 兩個電磁閥；當兩個電磁閥都關閉時，轉輪會停留在最後一個指令位置。
• 記憶功能： 在電源中斷時仍能保持位置
• 只需脈衝訊號即可切換位置
• 適用於以下應用：油缸必須在斷電事件中維持最後位置，或持續電磁閥通電會導致線圈發熱的應用

Bepto 方向控制閥定價參考

閥類型	身體尺寸	Cv	OEM 價格	Bepto 價格	交貨期
4/2 路單穩壓器，24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.7	$45 - $80	$28 - $49	3 - 7 天
5/2 路單穩壓器，24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.7	$52 - $92	$32 - $56	3 - 7 天
5/2 路雙穩，24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.7	$68 - $118	$41 - $72	3 - 7 天
5/3 路 CC、24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.6	$78 - $138	$48 - $84	3 - 7 天
5/3 路 PC，24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.6	$78 - $138	$48 - $84	3 - 7 天
5/3 路 EC，24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.6	$78 - $138	$48 - $84	3 - 7 天
5/2 路單穩壓器，24VDC	ISO 2 (G1/4)	1.4	$72 - $128	$44 - $78	3 - 7 天
5/2 路雙穩，24VDC	ISO 2 (G1/4)	1.4	$92 - $162	$56 - $99	3 - 7 天
5/3 路 CC、24VDC	ISO 2 (G1/4)	1.2	$105 - $185	$64 - $113	3 - 7 天
5/2 路單穩壓器，24VDC	ISO 3 (G3/8)	2.8	$98 - $172	$60 - $105	3 - 7 天
5/2 路雙穩，24VDC	ISO 3 (G3/8)	2.8	$125 - $220	$76 - $134	3 - 7 天

所有 Bepto 方向控制閥均標準配備 DIN 43650A 連接器，具有 CE 標誌，並提供 12VDC、24VDC、110VAC 和 220VAC 線圈電壓。提供適用於所有本體尺寸的歧管安裝版本 (ISO 5599-1 和 ISO 5599-2)。✅

確定方向控制閥的尺寸：Cv 方法

閥門流量由 流量係數⁵ Cv（或公制 Kv）：

$Q_{SCFM} = Cv \times \sqrt{frac\{Delta P \times P_{downstream}}{0.5 \times SG}}$

對於氣動應用，採用簡化的尺寸規則：

$Cv_{required} = \frac{Q_{SLPM}}{22.7 \times \sqrt{Delta P_{bar}}\times P_{abs,bar}}}$

標準汽缸應用的實用 Cv 選擇指南：

氣缸缸徑	行程 ≤ 200 mm	行程 200-500 mm	行程 > 500 mm
Ø25 mm	Cv 0.3	Cv 0.5	Cv 0.7
Ø32 mm	Cv 0.5	Cv 0.7	Cv 1.0
Ø40 mm	Cv 0.7	Cv 1.0	Cv 1.4
Ø50 mm	Cv 1.0	Cv 1.4	Cv 2.0
Ø63 mm	Cv 1.4	Cv 2.0	Cv 2.8
Ø80 mm	Cv 2.0	Cv 2.8	Cv 4.0
Ø100 mm	Cv 2.8	Cv 4.0	Cv 5.6

總結

要在雙動缸的 4/2 通路閥和 5/2 通路閥之間做出選擇，只需要回答一個問題：您是否需要對伸出和縮回排氣通路進行獨立控制？如果需要 - 對於大多數的工業自動化應用而言，答案是肯定的 - 請指定使用 5/2 通閥。與 4/2 通閥相比，5% 至 15% 的成本溢價可立即在調試時間、消除的返工以及在每個行程方向上獨立實施正確的出表速度控制的靈活性中收回。當必須定義中間位置保持或中性狀態油缸行為時，可將選擇範圍擴大至 5/3 通，其中心功能與您的應用需求相匹配。通過 Bepto 採購，可在 3-7 個工作日內將符合 ISO 標準、貼有 CE 標誌的正確配置的方向控制閥送至您的設備，且價格合理，從第一天起，正確的規格就是您的不二之選。🏆

有關雙動缸 4/2 通與 5/2 通閥的常見問題解答

1. 瞭解流體動力系統所用圖形符號的國際標準。. ↩

2. 參考氣動閥在閥塊上安裝介面的尺寸標準。. ↩

3. 探索使用計量表輸出電路進行穩定的汽缸速度調節的技術優勢。. ↩

4. 複習彈簧回位閥和雙電磁閥驅動在功能上的差異。. ↩

5. 瞭解使用 Cv 系數計算閥門流通能力的數學方法。. ↩