液阻說(shuō)課講解

1、第五章液阻精品資料5.1液阻基本理論5.1.1概述從廣義上來(lái)說(shuō)，凡是能局部改變液流的流通面積使液流產(chǎn)生壓力損失或在壓力 差一定的情況下，分配調(diào)節(jié)流量的液壓閥口以及類似的結(jié)構(gòu)，如薄壁小孔、短孔、 細(xì)長(zhǎng)孔、縫隙等，都稱之為液阻。從這個(gè)廣義的概念，我們可以看到液阻的本質(zhì)性功能就是兩個(gè)方面：隔壓是其 阻力特性(液阻前后的壓力可以差別很大)，限流是其控制特性(改變液阻的大小 可以改變通過(guò)的流量)。對(duì)于液阻來(lái)說(shuō)，通過(guò)液阻的流量qv與液阻兩端的壓差p往往為非線性關(guān)系,通過(guò)液阻的流量 qv與壓差 p的關(guān)系一般情況下可以用式(5.1-1)表示qv kA pm(5.1-1)式中 k系數(shù)，與液阻的過(guò)流通道形狀和液體

2、性質(zhì)有關(guān)；A液阻過(guò)流截面積；m指數(shù)，與液阻結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。圖1-1顯示指數(shù) m=0.5時(shí)液阻的流量壓力特性。借鑒電子學(xué)對(duì)非線性電阻的定 義，可以引出靜態(tài)液阻R和動(dòng)態(tài)液阻Rd的概念，其定義如下PR (5.1-1)qv-d pRd (5.1-1)dqv僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝0精品資料靜態(tài)液阻R是液阻兩端壓差對(duì)流量的比值，它是液阻對(duì)穩(wěn)態(tài)流體阻礙作用的一 種度量；動(dòng)態(tài)液阻 Rd是液阻兩端壓差微小增量與流量微小增量的比值，它是液阻 對(duì)動(dòng)態(tài)流體阻礙作用的一種度量。其計(jì)算公式見(jiàn)式（5.1-2）（5.1-3）公式1 mRqv(5.1-2)pkA公式1 md1-1液阻特性圖5 1-1 液阻特性

3、5.1.2液阻的分類及計(jì)算1 液阻的分類在液壓元器件中，液阻的結(jié)構(gòu)形式主要有三種，即薄刃型、細(xì)長(zhǎng)孔型以及介于僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝1精品資料5.1-2a 、b、c。薄刃型液阻b贈(zèng)K札申港陽(yáng)/£/ / / / />二 L .薄刃型和細(xì)長(zhǎng)孔型之間的混合型結(jié)構(gòu)。這三種液阻的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝5圖5.1-2三種液阻的結(jié)構(gòu)形式薄刃型液阻（L/d 1）的壓力損失要是局部阻力損失，其流量與壓差的關(guān)系為 非線性，薄刃型液阻的阻值與流量或壓差有關(guān)。細(xì)長(zhǎng)孔型液阻（L/d 4）的壓力損失主要是沿程阻力損失，這種阻力損失主要 由油液粘性摩擦所引起，

4、細(xì)長(zhǎng)孔內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)通常為層流，流量與壓差成線性關(guān) 系，其液阻值與壓差無(wú)關(guān)，為常值?；旌闲鸵鹤璧牧髁颗c壓差的關(guān)系難以從流體力學(xué)的基本原理導(dǎo)出。在國(guó)內(nèi)教材 中，對(duì)于這種液阻，其壓力流量特性大多數(shù)推薦使用Shin公式。Shin公式式中c2d42/3224d為液阻直徑，為流體密度，L為液阻通流孔長(zhǎng)度，為流體運(yùn)動(dòng)粘度，顯 然混合型液阻值 R與壓差 P有關(guān)。液阻按其性質(zhì)分類，分為三種：固定液阻，可調(diào)液阻和可控液阻。固定液阻是指液阻的開(kāi)度或孔徑不變；可調(diào)液阻是指液阻可以直接用手動(dòng)或機(jī) 構(gòu)調(diào)節(jié)其開(kāi)度；可控液阻是指液阻可以用控制信號(hào)通過(guò)電磁鐵等對(duì)其實(shí)行控制，其 開(kāi)度不是由輸入確定，而是由閥芯受力平衡決定。2 液

5、阻的相關(guān)參數(shù)及計(jì)算對(duì)于液阻來(lái)說(shuō)，通過(guò)液阻的流量qv與液阻兩端的壓差p往往為非線性關(guān)系,通過(guò)液阻的流量 qv與壓差 p的關(guān)系一般情況下可用下式表示qv kA pm靜態(tài)液阻和動(dòng)態(tài)液阻一般都是壓差(5.1-4)P或流量qv的函數(shù)。由式(5.1-4)可得，靜態(tài)液阻的阻值R為(5.1-5)qv動(dòng)態(tài)液阻的阻值 Rd為Rdd p dqv(5.1-6)對(duì)于薄刃型非線性液阻來(lái)說(shuō)，其流量壓力特性為qv CdAfc(5.1-7)它的靜態(tài)液阻為R 一P：(5.1-8)qv Cd A . 2/ p它的動(dòng)態(tài)液阻為Rdd p 2、pdq cdA.2/p(5.1-9)對(duì)于這三種典型液阻形式，它們的流量壓力特性與液阻公式見(jiàn)表(

6、5.1-1)表川二種噢型液阻的盃章壓力特性與液阻公式液阻蛤構(gòu)繃檢扎卑潢阻混合兄液噩力*乓q*特性弘 12»X WR . J卻c功余淮朗_ 一珀如表5.1-1三種典型液阻的流量壓力特性與液阻公式5.2液壓阻力回路5.2.1液阻網(wǎng)絡(luò)概述1 半橋液阻網(wǎng)絡(luò)概述用錐閥和固定液阻控制的單作用液壓缸的原理圖見(jiàn)圖5.2-1a、b。液壓缸的一端作用著液壓力 P1，另一端為彈簧力和負(fù)載 F,通過(guò)調(diào)節(jié)錐閥閥 芯的行程可以控制活塞的運(yùn)動(dòng)速度，在該液阻網(wǎng)絡(luò)中，R1是固定液阻，錐閥口是可變液阻R2，液阻網(wǎng)絡(luò)的輸入壓力為 Po，輸出壓力為P1，將該 液阻網(wǎng)絡(luò)用液阻符號(hào)表示，其原理如圖5.2-1b所示。與橋類相似，

7、稱該液阻網(wǎng)絡(luò)為半橋液阻網(wǎng)絡(luò)。b)圖5.2-1半橋液阻網(wǎng)絡(luò)2全橋液阻網(wǎng)絡(luò)概述用4邊滑閥控制雙活塞桿液壓缸的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖5.2-2a、b。在圖5.2-2a中，閥芯和閥體之間形成 4個(gè)閥口，每個(gè)閥口就是一個(gè)液阻，因 此，共形成了 4個(gè)阻值可控的液阻R、R2、R3和R4 ； Po為滑閥的輸入, 5、P2為滑閥的輸出，4邊滑閥形成的液阻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用可變液阻符號(hào)表 示如圖5.2-2b所示。稱該液阻網(wǎng)絡(luò)為全橋液阻網(wǎng)絡(luò)。液阻值的大小由移動(dòng)閥芯來(lái)控制，移動(dòng)閥芯的力可以是液壓力、氣壓 力、電磁力或機(jī)械力。精品資料僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝79ybg| E II圖1-7全橋液陰網(wǎng)堵圖5.2-2全橋液

8、阻網(wǎng)絡(luò)3 橋液阻網(wǎng)絡(luò)橋液阻網(wǎng)絡(luò)由3個(gè)液阻構(gòu)成，由于其原理圖形似希臘字母，故得其名。 橋液阻網(wǎng)絡(luò)由Ri、&、Ra組成，它有1個(gè)輸入控制口 qvi、Pi，兩個(gè)輸出控制口qva、P2和qvb、P3，類似半橋的分類方法，根據(jù)R-i、R2、R3為固定或可變液阻，可將 橋分為7種類型， 分別用C、D、E、F、G表示，各類橋液阻如圖5.2-3ag所示，其中A型橋的3個(gè)液阻都是可變液阻，B、C、D型 橋均有兩個(gè)可變液阻,1個(gè)固定液阻。E、F、G型 橋有1個(gè)可變液阻，2個(gè)固定液阻，因此,E、F、G型橋的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。1) A 10 I 橋UJ)(LU出 RLJJg“出)” LLUe) ESIjt#)(LU

9、圖 5.2-3橋液阻回路5.2.2半橋液阻網(wǎng)絡(luò)特性及應(yīng)用1結(jié)構(gòu)分析精品資料半橋液阻網(wǎng)絡(luò)按照液阻為可變或固定及排列方式不同可將其分為4種類型，其中A型半橋2個(gè)液阻都是可變液阻，B型半橋的Ri是固定液 阻，R2是可變液阻，C型半橋的Ri是可變液阻，R2是固定液阻；D型半 橋的兩個(gè)液阻Ri和R2都是固定液阻，只能作為分壓網(wǎng)絡(luò)使用。A、B、C、D四種半橋液阻網(wǎng)絡(luò)原理如圖 5.2-4a、b、c、d所示。P %僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝11b) IS型半橋%PgftLBc> cas半轎缺少d2流量壓力特性A型半橋液阻的流量壓力曲線如圖 5.2-4所示以y為參變量，qv f p的流量

10、壓力特性曲線如圖 5.2-4所示，圖中 橫坐標(biāo)為p，縱坐標(biāo)為qv，參變量y的值從-1至1，該曲線族表示y為 常數(shù)時(shí)，半橋液阻網(wǎng)絡(luò)輸出口壓力與輸出流量的關(guān)系。顯然，輸出口壓力增加時(shí)，輸出流量必然減小，流量壓力特性曲線越 平坦，說(shuō)明輸出流量受外載荷的影響較小。圖5.2-4半橋液阻的流量壓力曲線3.壓力增益半橋液阻的壓力增益曲線如圖5.2-5所示圖5.2-5半橋液阻的壓力增益曲線Mmio to 半新曲1.0r Cl'J VP- NW曲蛭A型半橋液阻的流量增益曲線如圖5.2-6所示0. 75*() so12-5 N中半橋？ = X刃亀錢族5.2-6半橋液阻的流量增益曲線精品資料5.半橋液阻在元

11、件中的應(yīng)用半橋液阻網(wǎng)絡(luò)目前廣泛用在液壓控制閥和泵的先導(dǎo)控制回路中，或在 液阻網(wǎng)絡(luò)中作為分壓之用。（1）B型半橋先導(dǎo)回路溢流閥圖5.2-為廣泛使用的B型半橋先導(dǎo)回路溢流閥的結(jié)構(gòu)圖，圖5.2-為該閥結(jié)構(gòu)原理圖。該閥由主閥和先導(dǎo)閥組成，在主閥口到先導(dǎo)閥口之間安裝 了一個(gè)液阻Ri，圖5.2-7中當(dāng)主閥進(jìn)口壓力低于溢流閥調(diào)定壓力時(shí)，主閥 和先導(dǎo)閥在各自彈簧力的作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)液阻R沒(méi)有油液流過(guò)，主閥進(jìn)口壓力Pi和先導(dǎo)閥口壓力相等，主閥芯上下端壓力也相等。當(dāng)Pi增加，使作用在先導(dǎo)閥芯右端的液壓力大于先導(dǎo)閥芯左端的彈簧力，先導(dǎo)閥打開(kāi)，油液通過(guò) Ri和先導(dǎo)閥口流回油箱，此時(shí) Ri前段的壓力:+ 1-7

12、 、二璋itild氏培構(gòu)用一5“事*1*t*-*側(cè)It憫樣 丁 -孔# 聞協(xié) r« F暑Li-Pi大于Ri后端的壓力P2，且壓力差 P Pi P2隨著先導(dǎo)流量的增加而加 大，當(dāng)此壓力差達(dá)到一定值時(shí)，主閥在該壓力差的作用下克服主閥彈簧力 向上移動(dòng)，主閥打開(kāi)，大量的油液通過(guò)主閥口流回油箱，使主閥進(jìn)口壓力 不再增大，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的安全保護(hù)。2-K Y2即港St閥廉理圖圖5.2-7半橋液阻回路穩(wěn)態(tài)特性對(duì)于圖5.2-7a所示的溢流閥結(jié)構(gòu)，在先導(dǎo)回路中，第一個(gè)液阻是固 定液阻Ri，第二個(gè)液阻為先導(dǎo)閥口是可變液阻R2。對(duì)先導(dǎo)回路而言，主 僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝ii精品資料閥芯是

13、先導(dǎo)回路控制的執(zhí)行元件，主閥芯上腔的壓力由先導(dǎo)回路控制輸出 口壓力P2決定。顯然，這是一個(gè)典型的 B型半橋先導(dǎo)回路。該閥的穩(wěn)態(tài)壓力流量特性曲線如圖5.2-8所示。圖中Pc為先導(dǎo)閥開(kāi)啟壓力，Pt為溢流閥通過(guò)額定溢流量時(shí)的壓力，稱p Pt Pc為穩(wěn)態(tài)壓力超調(diào)量，P P/ Pt稱為穩(wěn)態(tài)壓力超調(diào)率。由于穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力和彈簧力的影 響，這種閥存在較大的穩(wěn)態(tài)壓力超調(diào)量，一般溢流閥的穩(wěn)態(tài)壓力超調(diào)率為10% 17%0HOUSl 罕常討，I b 1Jtw w A- «10僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝i15溢流閥的穩(wěn)態(tài)特性曲線忽略作用在先導(dǎo)閥芯上的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力，可寫出閥芯的力平衡方程、液 阻的

14、壓力流量方程以及流量連續(xù)性方程。先導(dǎo)回路液阻及先導(dǎo)閥口的壓力流量方程qvi G . Pi P2(2-7)qv2 by、P2(2-8)先導(dǎo)閥芯力平衡方程P2A3 k(yi y)(2-9)主閥芯力平衡方程(2-10)P1A1 p2 A2 k1(x1 x) k2xP1主閥口壓力流量方程qvz dx, P1(2-11)qV qV1 qVz ( 2-12)式中Ci液阻Ri的液導(dǎo)（m4s 1 N 0.5）;b先導(dǎo)閥閥口系數(shù)（m3 s 1 N 0.5）;bi主閥閥口系數(shù)（m3s 1 N 0.5）;y先導(dǎo)閥口軸向開(kāi)口量（m）, by為該閥口的液導(dǎo)；A、A主閥下端和上端有效作用面積 （m2）；A3先導(dǎo)閥座有效面

15、積；k先導(dǎo)閥彈簧剛度（N /m）;yi 先導(dǎo)閥彈簧預(yù)壓縮量（m ）；x主閥口軸向開(kāi)口量；ki 主閥彈簧剛度（N / m）；Xi主閥彈簧預(yù)壓縮量（m）；k2主閥穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力系數(shù)（m）；根據(jù)上述6個(gè)方程，可以解出pi與qv的函數(shù)關(guān)系，但該方程組為非 線性方程，難以直接計(jì)算，通過(guò)將上述方程線性化，然后確定qV與pi之間的關(guān)系，任取qv qvo、Pi Pio作為穩(wěn)定工作點(diǎn)進(jìn)行討論。將式（2-7）式（2-i2 ）進(jìn)行線性化，并考慮到穩(wěn)態(tài)時(shí) qvi qv2，得 到qvidi(PiP2)(2-i3)qVid2yd3 P2(2-i4)P2A3 ky(2-i5)P2d4Pid5 x (2-i6)qVzdePid7

16、 x (2-i7)qvqviqvz (2-i8)聯(lián)立以上線性化后的6個(gè)方程，即可得到qv與pi的函數(shù)關(guān)系5.2.3全橋液阻網(wǎng)絡(luò)特性及應(yīng)用i結(jié)構(gòu)分析全橋液阻網(wǎng)絡(luò)可以看作是兩個(gè)半橋液阻網(wǎng)絡(luò)的組合，全橋液阻網(wǎng)絡(luò)共 有9種結(jié)構(gòu)形式，各種全橋液阻網(wǎng)絡(luò)如 圖5.2-8ai所示。圖中，空心箭頭 代表該液阻的阻力隨y值的增加而減小，而實(shí)心箭頭代表該液阻的阻力隨 y值的增加而增大。A A型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè) A型半橋并聯(lián)而成， A B型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)左邊是 A型半橋液阻網(wǎng)絡(luò)，右邊是 B型半橋液阻網(wǎng) 絡(luò)，其他全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的名稱也是一樣，分別表示由兩個(gè)半橋液阻網(wǎng)絡(luò)并 聯(lián)而成。.用潸瀏構(gòu)我的川人申牛怖祐昭網(wǎng)空a 3詩(shī).

17、T用D 用時(shí)橋購(gòu)建的犁全橋酒陰閘絡(luò)精品資料僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝21r1lL 戶山R LU圖* 5用瞬閥構(gòu)廉的AH-甲令橋敢隔網(wǎng)竭r手曲“彳ZI1 ±T'lSJj"7uji_iAob)m 3-6川希閥構(gòu)成的A *o些年橋料阻財(cái)培居必以k?ZH<4 ，v»h r1lTj 7.L-U用滑閥閥成的R+R舉令橋液阻網(wǎng)絡(luò)卜Y/Z ：. 卜- "J'Zy：* /八山aja)閤3-W 用滑陽(yáng)崗城的C+C型全橋幟阻網(wǎng)堵備VII用滑閥的誡嗨C1D醴乍椅液陽(yáng)網(wǎng)絡(luò)圖5.2-8全橋液阻回路2流量壓力特性全橋液阻網(wǎng)絡(luò)有2個(gè)輸出控制口，用

18、于分別控制液壓缸的兩瑞，研究 液阻網(wǎng)絡(luò)的特性是為了更好地對(duì)液壓缸進(jìn)行控制，因此首先要了解控制液 壓缸運(yùn)動(dòng)的一些基本要求。(1) 液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度與閥芯的位移成線性關(guān)系，以便提高液壓缸的控 制精度，簡(jiǎn)化控制方法。(2) 液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度受負(fù)載的干擾小，即當(dāng)液壓缸的負(fù)載變化時(shí)，液 比缸的運(yùn)動(dòng)速度盡可能保持不變。(3) 液壓缸速度曲線零位死區(qū)小。(4) 閥芯在零位時(shí)，泄漏小。分析全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的特性時(shí)，主要分析負(fù)載流量(與液壓缸速度成正 比)、負(fù)載壓力與閥芯位移的關(guān)系。下面以A+A型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)為例，分析其流量壓力特性，A+A型全嬌液阻網(wǎng)絡(luò)如 圖312所示。設(shè)液阻為棱邊型液阻，可寫出流量壓力方程qvL

19、 b(y。y)P02PL b(y。丫屮羅' (3-14)式中qvL 進(jìn)入和流出液壓缸的流量，稱為負(fù)載流量。式(314)是對(duì)稱且匹配的四通滑閥的一般表達(dá)式，仍然以閥口預(yù)開(kāi)口量yo為閥口開(kāi)度的參考量，以恒壓進(jìn)油壓力Po為控制壓力的參考量，控制流量的參考量按最大流量計(jì)算，即R2閥口全關(guān)，y yo，負(fù)載壓力pl 0,而控制閥Pi和P2的壓力為Po/2，此時(shí)qV maxb（y° yo）、2byoPo（3-15）將式(314)兩邊分別除以qvmax和、2by Po，令y y/y°， qvL qvL /qv max , Pl Pl/Po，則有 1 1qvL 2（1 y） 1 Pl

20、 2（1 y）、1 Pl （ 3-17）式(3 17)是A+A型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的量綱一的流量壓力公式。表3 1列出了各種全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的流量壓力特性公式。全橋液阻的流量壓力曲線如圖5.2-9所示圖5.2-9全橋液阻的流量壓力曲線表LI辛橋液陰網(wǎng)曙潦瑩壓力特性方程時(shí)的盍食”力特樣辭t"A4A礪仆7滬-円A+C'il -Bjfin, - 77T-(1 -刃Pi匚 a + fjjl-pl-ll r訂陥 h jF】Pt£i = d】-Pi -( -P»打！ * Piflu-(1 - *)JL-<i - yjJT7 -u劃 J云屮L>f4J_W 7P1 -

21、7r 內(nèi) 斗嚴(yán)X科占二R L J耳C+cTri * JPiJ>Vf Plc+i>?i i =fi + 貢-Fi J懇? L*廠島3靜態(tài)特性參數(shù)對(duì)稱系統(tǒng)特性線族如圖5.2-10所示圖5.2-10對(duì)稱系統(tǒng)特性線族 特性參數(shù)1. A+A型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)流量增益當(dāng)供油壓力恒定，負(fù)載壓力為常數(shù)時(shí)，全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載流量與閥 芯位移的關(guān)系稱為負(fù)載流量一位移特性，即q/L Wcon stA+A型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載流量一位移特性如圖3 16所示。顯然，負(fù)載流量一位移特性是直線族，但負(fù)載壓力不同時(shí)，各直線的斜率是不同精品資料的。當(dāng)Pl 0時(shí)，負(fù)載流量與閥芯位移的關(guān)系稱為空載流量特性，表示為qvL f(

22、y) pl 0?？蛰d流量特性曲線的斜率 匹|pL 0反映了流量qvL隨y變y化的靈敏度。對(duì)于全橋液阻網(wǎng)絡(luò)，當(dāng) pl 0和y=0時(shí)，定義流量特性曲線的斜率為流量增益Co，它是全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的特征參數(shù)。(3-14)僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝23對(duì)于A+A型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)，由方 程(3-14)兩邊分別對(duì)qvL和y求偏 導(dǎo)數(shù)，有qvLPo Pl2y.Po Pl2經(jīng)整理得C0A A(3-35)圖兒m醴全橋說(shuō)屜Tt移特性曲找2. A+A型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)壓力增益特性當(dāng)供油壓力恒定，負(fù)載流量為常數(shù)時(shí)，負(fù)載壓力與閥芯位移的關(guān)系稱為負(fù)載壓力一閥芯位移特性，表示為 Pl f (y) qVL const ,

23、如圖3 13和 圖315所示。當(dāng)負(fù)載流量為零時(shí)，負(fù)載壓力與閥芯位移的關(guān)系稱為壓力增益特性，表示為Pl f (y)牡o。壓力增益特性曲線的斜率 旦qVL 0反映y壓力Pl隨y變化的靈敏度，在曲線的不同點(diǎn)，其斜率是變化的。對(duì)全橋 液阻網(wǎng)絡(luò)，定義qVL 0和y=0時(shí)，壓力增益特性曲線的斜率為壓力增益 e。，壓力增益eo也是全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的特征參數(shù)。eo 二 qVL y 0( 3-36)y對(duì)于A+A型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)，由方程(314)兩邊分別對(duì)Pl和 y求偏導(dǎo)數(shù)，整理得eoA A(3-38)Pl2 Po-qVL y Pl 02yy03. A+A型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的流量壓力特性供油壓力恒定，負(fù)載流量與負(fù)載壓力、閥

24、芯位移的關(guān)系稱為流量壓力特性。表示為qvL f ( Pl, y)，如圖3 17所示。閥芯位移一定時(shí)，流量 壓力特性曲線的斜率qVL y const反映流量隨壓力Pl變化的靈敏度，在曲Pl線的不同點(diǎn)，其斜率是變化的對(duì)全橋液阻網(wǎng)絡(luò)，定義qVL 0、Pl 0和y=0的斜率為流量壓力系數(shù)k0，它也是全橋液阻網(wǎng)絡(luò)一個(gè)重要的特征參數(shù)k_qVLMy Pl 0Pl對(duì)式(3-14)兩邊求偏導(dǎo)數(shù)，并將 Pl y 0代入得q：yPl 0by°N3-t7 A+A昱全聊龍壓力特性曲罐上面從式(3 14)直接推導(dǎo)出了 A+A型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)特性參數(shù)，即壓 力增益、流量增益和流量壓力系數(shù)，其他類型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的特性

25、參數(shù)也 可以依此方法得到。但還有一種更簡(jiǎn)便的方法計(jì)算全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的特性參 數(shù)，如前所述，全橋是由半橋組合而成的，全橋的壓力增益和流量增益可 將半橋特型參數(shù)按疊加法則計(jì)算。(1) 全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的壓力增益等于2個(gè)半橋液阻網(wǎng)絡(luò)的壓力增益之代數(shù)和。(2) 全橋液阻網(wǎng)絡(luò)的流量增益等于2個(gè)半橋液阻網(wǎng)絡(luò)流量增益的平均值。注意到C型半橋，隨著閥芯位移 y的增加其可變液阻的阻值是減小 的。而且本章的c型半橋，隨著閥芯位移 y的增加，其可變液阻的阻值是 增加的，因而本章 C型半橋的壓力增益和流量增益為正值。另外D型半橋無(wú)可變液阻，其壓力增益和流量增益力零。按疊加法則求得的9類全橋液阻網(wǎng)絡(luò)特性值如 表3 2所示。精

26、品資料全橋類型壓力增蛙昨凝最增益耳濤層壓力系數(shù)舄公式式5.2-1非對(duì)稱系統(tǒng)特性線族如圖 5.2-11所示圖5.2-11非對(duì)稱系統(tǒng)特性線族特性參數(shù)公式式5.2-2作為控制型液阻網(wǎng)絡(luò)，除了要求有大的流量增益和壓力增益外，為了 使被控液壓件按照給定的速度曲線運(yùn)行，還希望全橋液阻網(wǎng)絡(luò)具有對(duì)稱結(jié) 構(gòu)，使兩個(gè)方向的控制信號(hào)能產(chǎn)生數(shù)值相同、符號(hào)相反的負(fù)載壓力和負(fù)載 流量，以便簡(jiǎn)化控制算法。從卜述兩點(diǎn)出發(fā)，A+A型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)就成為液壓伺服閥主閥普遍選用的液阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。其次是B+B型液阻網(wǎng)絡(luò)在伺服閥的先導(dǎo)級(jí)中有效廣泛的應(yīng)用。C+C型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)特性參數(shù)雖然與B+B型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)相同，但當(dāng) C+C型全橋液阻

27、網(wǎng)絡(luò)的可變液阻 關(guān)閉時(shí)，兩個(gè)控制口通過(guò)固定液阻與油箱相通，存在不可控性，因而公程 上一跋不用C+C型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)作為控制網(wǎng)絡(luò)。至于其他的全橋液阻網(wǎng)絡(luò)，如A+D、B+D、C+D型全橋液阻網(wǎng)絡(luò)，由于結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱性為非線性特性，使得精確的運(yùn)動(dòng)控制算法變得復(fù)雜，所 以在伺服控制中一般不予采用。但隨著控制理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn) 步。可以通過(guò)控制算法來(lái)彌補(bǔ)這些全橋液阻網(wǎng)絡(luò)由于其非對(duì)稱性和非線性 特性引起控制精度不高的缺陷，而且這些全橋液阻網(wǎng)絡(luò)由于可變液阻少， 機(jī)械加工簡(jiǎn)單，可以降低伺服閥的費(fèi)用，相信它們?cè)趯?lái)會(huì)有一定的發(fā) 展。4. 全橋液阻在元件中的應(yīng)用層流阻力回路，采用和銳邊控制縫隙類似的辦法，至V處

28、下列表達(dá)式作為全橋的系統(tǒng)特性值：公式式5.2-3(1)直接位置反饋型電液伺服閥直接位置反饋型電液伺服閥的主閥芯與先導(dǎo)閥芯構(gòu)成直接位置比較和反饋，其工作原理如圖7.25所示。圖中，先導(dǎo)閥直徑較小，直接由動(dòng)圈式力馬達(dá)的線圈驅(qū)動(dòng)，力馬達(dá)的輸入電流約為0±300mA。當(dāng)輸入電流1=0時(shí)，力馬達(dá)線圈的驅(qū)動(dòng)力Fi=0，先導(dǎo)閥芯位于主閥零位沒(méi)有運(yùn)動(dòng)；當(dāng)輸入電流逐步加大到l=300mA時(shí)，力馬達(dá)線圈的驅(qū)動(dòng)力也逐步加大到約為40N，壓縮力馬達(dá)彈簧后，使先導(dǎo)閥芯產(chǎn)生位移約為4mm ;當(dāng)輸入電流改變方向，I=-300mA 時(shí)，力馬達(dá)線圈的驅(qū)動(dòng)力也變成約-40N，帶動(dòng)先導(dǎo)閥芯產(chǎn)生反向位移約-4mm。上述過(guò)程

29、說(shuō)明先導(dǎo)閥芯的位移x芯與輸入電流I成比例，運(yùn)動(dòng)方向與電流方向保持一致。先導(dǎo)閥芯直徑小，無(wú)法控制系統(tǒng)中的大流量；主閥芯的阻 力很大，力馬達(dá)的推力又不足以驅(qū)動(dòng)主閥芯。解決的辦法是，先用力馬達(dá)比例地驅(qū) 動(dòng)直徑小的導(dǎo)閥芯，再用位置隨動(dòng)(直接位置反饋)的辦法讓主閥芯等量跟隨先導(dǎo) 閥運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到用小信號(hào)比例地控制系統(tǒng)中的大流量之目的。4H'1HnE«ax AAl- 1主*節(jié)禮、#KaL3i.n£2ffi7 25直接四反13型電桃伺服腫工作淑2圖設(shè)計(jì)時(shí)，將主閥芯兩端容腔看成為驅(qū)動(dòng)主閥芯的對(duì)稱雙作用液壓缸，該缸由先 導(dǎo)閥供油，以控制主閥芯上下運(yùn)動(dòng)。由于先導(dǎo)閥芯直徑小，加工困難，為

30、了降低加 工難度，可將先導(dǎo)閥上用于控制主閥芯上下兩腔的進(jìn)油閥口由兩個(gè)固定節(jié)流孔代替，這樣先導(dǎo)閥可看成是由兩個(gè)帶固定節(jié)流孔的半橋組成的全橋。為了實(shí)現(xiàn)直接位置反饋，將主閥芯、驅(qū)動(dòng)油缸、先導(dǎo)閥閥套三者做成一體，因此主閥芯位移XP (被控位移)反饋到先導(dǎo)閥上，與先導(dǎo)閥套位移x套相等。當(dāng)導(dǎo)閥芯在力馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生位移 x芯時(shí)，導(dǎo)閥芯與閥套之間產(chǎn)生開(kāi)口量X芯-X套，主閥芯上腔的回油口打開(kāi)，壓差驅(qū)動(dòng)主閥芯自下而上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)先導(dǎo)閥口在反饋的作用下逐步關(guān) 小。當(dāng)導(dǎo)閥口關(guān)閉時(shí)，主閥停止運(yùn)動(dòng)且主閥位移XP=X "X芯。反向運(yùn)動(dòng)亦然。在這種反饋中，主閥芯等量跟隨先導(dǎo)閥運(yùn)動(dòng)，故稱為直接位置反饋。圖7.

31、26(a)是DY系列直接位置反饋型電液伺服閥的結(jié)構(gòu)圖。上部為動(dòng)圈式力馬達(dá)，下部是兩級(jí)滑閥裝置。壓力油由P 口進(jìn)入，A、B 口接執(zhí)行元件，T 口回油。由動(dòng)圈7帶動(dòng)的小滑閥6與空心主滑閥4的內(nèi)孔配合，動(dòng)圈與先導(dǎo)滑閥固連，并用兩個(gè) 彈簧8 9定位對(duì)中。小滑閥上的兩條控制邊與主滑閥上兩個(gè)橫向孔形成兩個(gè)可變節(jié) 流口 11、12。P 口來(lái)的壓力油除經(jīng)主控油路外，還經(jīng)過(guò)固定節(jié)流口3、5和可變節(jié)流口 11、12,先導(dǎo)閥的環(huán)形槽和主滑閥中部的橫向孔到了回油口，形成如圖7.26(b)所示的前置液壓放大器油路(橋路)。顯然，前置級(jí)液壓放大器是由具有兩個(gè)可變節(jié)流口 11、12的先導(dǎo)滑閥和兩個(gè)固定節(jié)流口3、5組合而成的

32、。橋路中固定節(jié)流口與可變節(jié)流口連接的節(jié)點(diǎn) a、b分別與主滑閥上、下兩個(gè)臺(tái)肩端面連通，主滑閥可在節(jié)點(diǎn)壓力作用下運(yùn)動(dòng)。平衡位置時(shí)，節(jié)點(diǎn)a、b的壓力相同，主滑閥保持不動(dòng)。如果先導(dǎo)滑閥在動(dòng)圈作用下向上運(yùn)動(dòng)，節(jié)流口11加大，12減小，a點(diǎn)壓力降低，b點(diǎn)壓力上升，主滑閥隨之向上運(yùn)動(dòng)。由于主滑閥又兼作先導(dǎo)滑閥的閥套（位置反饋），故當(dāng)主滑閥向上移動(dòng)的距離與先導(dǎo)滑閥一致時(shí)，停止運(yùn)動(dòng)。同樣，在先導(dǎo)滑閥向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，主 滑閥也隨之向下移動(dòng)相同的距離。故為直接位置反饋系統(tǒng)。這種情況下，動(dòng)圈只需 帶動(dòng)小滑閥，力馬達(dá)的結(jié)構(gòu)尺寸就不至于太大。n-.26 Dl型豈施剛？閥閔儲(chǔ)構(gòu)閽】謖】前詈製技?jí)呵咦鸪槁冯娨汉锹拈y糯】一閔卞1

33、2 真3同示節(jié)流口 I主樓閥* 6 f-紗圈何:障”S-T距 鼻丄器臥】7鋼冰:久磁刃6 以可變節(jié)我口以滑閥作前置級(jí)的優(yōu)點(diǎn)是：功率放大系數(shù)大，適合于大流量控制。其缺點(diǎn)是：滑閥閥芯受力較多、較大，因此要求驅(qū)動(dòng)力大；由于摩擦力大，使分辨率和滯環(huán)增 大；因運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢；公差要求嚴(yán)，制造成本高。（2 ）噴嘴擋板式力反饋電液伺服閥噴嘴擋板式電液伺服由電磁和液壓兩部分組成，電磁部分是一個(gè)動(dòng)鐵式力矩馬 達(dá)，液壓部分為兩級(jí)。第一級(jí)是雙噴嘴擋板閥，稱前置級(jí)（先導(dǎo)級(jí)）；第二級(jí)是四 邊滑閥，稱功率放大級(jí)（主閥）。僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝27精品資料由雙噴嘴擋板閥構(gòu)成的前置級(jí)如圖7.2

34、7所示，它由兩個(gè)固定節(jié)流孔、兩個(gè)噴嘴和1個(gè)擋板組成。兩個(gè)對(duì)稱配置的噴嘴共用一個(gè)擋板，擋板和噴嘴之間形成可變節(jié)流口，擋板一般由扭軸或彈簧支承，且可繞支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)，擋板的由力矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)擋板上沒(méi)有作用輸入信號(hào)時(shí)，擋板處于中間位置一一零位，與兩噴嘴之距均為X0,此時(shí)兩噴嘴控制腔的壓力Pi與P2相等。當(dāng)擋板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)控制腔的壓力一邊升高，另一邊降低，就有負(fù)載壓力Pl（Pl=Pi-P2）輸出。雙噴嘴擋板閥有四個(gè)通道（一個(gè)供油口，一個(gè)回油口和兩個(gè)負(fù)載口），有四個(gè)節(jié)流口 （兩個(gè)固定節(jié)流孔和兩個(gè)可變節(jié)流孔），是一種全橋結(jié)構(gòu)。力反饋型噴嘴擋板式電液伺服的工作原理如圖7.28所示。主閥芯兩端容腔可看成是驅(qū)動(dòng)主滑閥

35、的對(duì)稱油缸，由先導(dǎo)級(jí)的雙噴嘴擋板閥控制。擋板5的下部延伸一個(gè)反饋彈簧桿11，并通過(guò)一鋼球與主閥芯9相連。主閥位移通過(guò)反饋彈簧桿轉(zhuǎn)化為彈性變形力作用在擋板上與電磁力矩相平衡（即力矩比較）。當(dāng)線圈13中沒(méi)有電流通過(guò)時(shí)，力矩馬達(dá)無(wú)力矩輸出，擋板5處于兩噴嘴中間位置。當(dāng)線圈通入電流后，銜鐵3因受到電磁力矩的作用偏轉(zhuǎn)角度0,由于銜鐵固定在彈簧管 12上，這時(shí)，彈簧管上的擋板也偏轉(zhuǎn)相應(yīng)的0角，使擋板與兩噴嘴的間隙改變，如果右面間隙增加，左噴嘴腔內(nèi)壓力升高，右腔壓力降低，主閥芯9 （滑閥芯）在此壓差作用下右移。由于擋板的下端是反饋彈簧桿11,反饋彈簧桿下端是球頭，球頭嵌放在滑閥9的凹槽內(nèi)，在閥芯移動(dòng)的同時(shí)，

36、球頭通過(guò)反饋彈簧桿帶動(dòng)上部的擋板一起向右移動(dòng)，使 右噴嘴與擋板的間隙逐漸減小。當(dāng)作用在銜鐵-擋板組件上電磁力矩與作用在擋板下端因球頭移動(dòng)而產(chǎn)生的反饋彈簧桿變形力矩（反饋力）達(dá)到平衡時(shí)，滑閥便不再移 動(dòng)，并使其閥口一直保持在這一開(kāi)度上。該閥通過(guò)反饋彈簧桿的變形將主閥芯位移 僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝27精品資料反饋到銜鐵-擋板組件上與電磁力矩進(jìn)行比較而構(gòu)成反饋，故稱力反饋式電液伺服 閥。通過(guò)線圈的控制電流越大，使銜鐵偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩、擋板撓曲變形、滑閥兩端的壓 差以及滑閥的位移量越大，伺服閥輸出的流量也就越大。11;51-永罠舉鴨2. 4-導(dǎo)鶴ft：,5-6. “鵝品T-周定節(jié)流孔,

37、524 n橋液阻網(wǎng)絡(luò)特性及應(yīng)用1結(jié)構(gòu)分析圖5.2-12為F型 橋液阻網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖，該液阻網(wǎng)絡(luò)的Ri和R3是固定液阻，R2是錐閥口，為可變液阻。在系統(tǒng)液壓力pi產(chǎn)生的推力小于彈簧力時(shí)，錐閥口關(guān)閉，R2的阻值為無(wú)窮大，回路沒(méi)有流體通過(guò)。當(dāng)系統(tǒng)液 壓力pi產(chǎn)生的推力大于彈簧力時(shí)，錐閥口打開(kāi)，R2的阻值變小，流體通過(guò)Ri、R2、R3流回油箱。就整個(gè)回路而言，錐閥口開(kāi)度越大，總的液阻 就越小，在進(jìn)口壓力 pi基本不變的情況下，通過(guò)錐閥的流量就越多。在 圖5.2-i2a中，P2作用在錐閥上，P3作用在與錐閥相聯(lián)的活塞左端面， P2與P3的作用都是推閥芯右移。閥芯右邊是彈簧力，當(dāng)P2與P3產(chǎn)生的作用力與彈簧

38、力平衡時(shí)，閥芯處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)流過(guò)液阻Ri、R2、R3的流量相等。當(dāng)通過(guò)該回路的流量因某種擾動(dòng)而增加時(shí)，P2的值將減小，P3的值將增加，在P2與P3的共同作用下，閥芯是向左移，還是向右移，主要取決于Ri、R3的阻值以及P2、P3作用的面積A和A。若將圖5.2- 12a中的錐閥口抽象為 圖5.2-12b中的可變液阻 &和面積等于錐閥座面積 的小活塞，并且R2的阻值受閥芯運(yùn)動(dòng)的控制，顯然圖 5.2-12b為F型 橋 液阻網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)控制口分別為P2與P3，這種回路的流量壓力特性Pi f(qvi)，根據(jù)Ri、Rb的配置不同，F(xiàn)型 橋液阻網(wǎng)絡(luò)可獲得2種不同 的特性，即當(dāng)qvi增加時(shí)，Pi可以增

39、加或保持不變。僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝29b) KS兀橋液阿址結(jié)構(gòu)| *1 _Jj-：幻匸-b測(cè)或圍圖縊右F型貳橋液阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)巧示意圖圖5.2-12 F型橋的結(jié)構(gòu)與半橋液阻網(wǎng)絡(luò)相比，橋液阻網(wǎng)絡(luò)具有更優(yōu)越的控制特性。半橋液阻網(wǎng)絡(luò)具有的特性，橋液阻網(wǎng)絡(luò)都具有。除此以外，橋液阻網(wǎng)絡(luò)還具有一些獨(dú)特的特性，這些特性是半橋液阻網(wǎng)絡(luò)不可能具有的。以溢流閥來(lái)精品資料說(shuō)，以半橋?yàn)橄葘?dǎo)控制網(wǎng)絡(luò)的溢流閥存在一個(gè)正的穩(wěn)態(tài)調(diào)壓偏差，而以 橋?yàn)橄葘?dǎo)控制網(wǎng)絡(luò)的溢流閥可根據(jù)先導(dǎo)回路結(jié)構(gòu)參數(shù)的不同，使其穩(wěn)態(tài)調(diào) 壓偏差為正或?yàn)榱恪?控制對(duì)稱液壓缸的流量壓力特性橋液阻網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是：(1) 用 橋液阻網(wǎng)絡(luò)控制對(duì)稱液

40、壓缸時(shí)，只能控制液壓缸的單向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)與彈簧等外力配合時(shí)，則能控制液壓缸的雙向運(yùn)動(dòng)。(2) 橋液阻網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)輸出控制口。(3) 在輸入?yún)?shù)pi不變的情況下，調(diào)節(jié)可變液阻的阻值，可同時(shí)調(diào)節(jié)兩 個(gè)輸出控制口參數(shù)P2、qva和P3、qvb。(4) 橋液阻網(wǎng)絡(luò)根據(jù)液阻參數(shù)的不同設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)多種不同的控制目 的。3. 控制不對(duì)稱液壓缸的流量壓力特性橋液阻網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是：當(dāng)用橋液阻網(wǎng)絡(luò)控制不對(duì)稱液壓缸時(shí)，能控制液壓缸的雙向運(yùn)動(dòng)。4. n橋液阻在元件中的應(yīng)用(1 )冗橋液阻在G型橋溢流閥中的應(yīng)用G型 橋溢流閥的工作原理如圖 5.2-13所示。與一般的溢流閥相似，G型 橋溢流閥由主閥和先導(dǎo)閥組成，主閥為插裝閥結(jié)構(gòu)

41、，所不同的是先 導(dǎo)閥結(jié)構(gòu)。圖中1為主閥芯，2為主閥彈簧，3為先導(dǎo)閥芯，4為先導(dǎo)閥 彈簧。液阻R1、R2為固定液阻，先導(dǎo)閥閥口是可變液阻，改液阻用R3表示，G型 橋溢流閥的先導(dǎo)液阻網(wǎng)絡(luò)如 圖5.2-所示。液阻R4的作用是改善 溢流閥的動(dòng)態(tài)特性，穩(wěn)態(tài)時(shí)，qv4 0，因而穩(wěn)態(tài)分析時(shí)可不考慮 R4的作 用，而認(rèn)為P3 P4。溢流閥的開(kāi)啟壓力由先導(dǎo)閥彈簧 4的彈簧力決定，作用在先導(dǎo)閥組件 軸向的外力主要有3個(gè)，即彈簧力、先導(dǎo)閥芯組件左端面的液壓力P2和閥芯中部液壓力P3，當(dāng)先導(dǎo)閥未打開(kāi)時(shí)，液阻 Rf、R2中沒(méi)有油液流過(guò)， 故P1 P2 P3，此時(shí)P2A3 P3A4 kx1(5.2-)式中A3 先導(dǎo)閥組件

42、左端受壓面積；A D2/4;D活塞直徑；A4 先導(dǎo)閥組件中部受壓面積；2 2A (D d )；44D先導(dǎo)閥閥口直徑；xi 先導(dǎo)閥彈簧預(yù)壓縮量；k先導(dǎo)閥彈簧剛度。因P2 P3，故有p2(A3 A4 ) kxi( 5.2-)即 卩2 kx14當(dāng)閥的進(jìn)油壓力增加，使 P2 d2/4 kxi時(shí)，先導(dǎo)閥處于開(kāi)啟的臨界狀 態(tài)，若進(jìn)口壓力進(jìn)一步增加，則先導(dǎo)閥打開(kāi)，此時(shí)先導(dǎo)回路有油液流過(guò)， Pi P2 P3。作用在主閥下腔的壓力為 Pi，主閥上腔的壓力為P3，當(dāng)PiAi P3A2 ki yi式中Ai主閥下端受壓面積；A2 主閥上端受壓面積；yi 主閥彈簧預(yù)壓縮量；ki 主閥彈簧剛度。主閥為開(kāi)啟的臨界狀態(tài)，若P

43、 Pi P3繼續(xù)增加，則主閥開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)主閥溢流。僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝31精品資料圖5| G申N橋溢流閥療理I主髀芯2-r.閥欝 j先導(dǎo)繭芯5-2 G型朮橋溢葩閥等效關(guān)理圖45t伴斕禪鶴5- WW«H穩(wěn)態(tài)特性對(duì)于圖5-1所示G型 橋溢流閥，忽略先導(dǎo)閥口的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力，可寫 出先導(dǎo)回路液阻和先導(dǎo)閥口的流量壓力方程qV1G ： pip2（2）qV2by； P2 P3（3）qV3c2 ： p3（4）先導(dǎo)閥芯力平衡方程P2A3 P3A4 k" y） （ 5）主閥口流量壓力方程qvz bix pi（6）qV qV1 qVz （ 7）主閥芯力平衡方程P1A1 P2A

44、2 ki（xi x） kzxpi （8）式中 G、C2液阻Ri、R2的液導(dǎo)（m4s 1 N 0.5）;b先導(dǎo)閥閥口系數(shù)（m3 s 1 N 0.5）;b1主閥閥口系數(shù)（m3s 1 N 0.5）;y先導(dǎo)閥口軸向開(kāi)口量（m）, by為該閥口的液導(dǎo)；A、A2主閥下端和上端有效作用面積 （m2）;A3 作用在先導(dǎo)閥芯左端的有效面積；A4作用在先導(dǎo)閥芯中部的有效面積；k先導(dǎo)閥彈簧剛度（N /m）;Vi 先導(dǎo)閥彈簧預(yù)壓縮量（m）;x主閥口軸向開(kāi)口量，bix為主閥口的液導(dǎo)；ki 主閥彈簧剛度（N / m）；x1主閥彈簧預(yù)壓縮量（m）；k2主閥穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力系數(shù)（m）；根據(jù)上述7個(gè)方程，可以解出pi與qv的函數(shù)關(guān)系

45、，但計(jì)算公式復(fù) 雜，難以得到直觀的函數(shù)表達(dá)式，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行分析。因?yàn)镚型 橋溢流閥的主閥由先導(dǎo)閥控制，若先導(dǎo)閥流量已知，貝U 根據(jù)先導(dǎo)回路液阻的流量壓力方程和先導(dǎo)閥芯力平衡方程，可求得先導(dǎo)回 路各點(diǎn)壓力Pi、P2、P3。根據(jù)Pi、P3的值，由主閥芯力平衡方程式（5-8）可求得主閥閥口開(kāi)口量 x，然后由式（5-6）求得主閥口溢流量qvz，再由 式（5-7）求得總溢流量qv，最后得到Pi f （q）的特性曲線。穩(wěn)態(tài)時(shí)，通過(guò)先導(dǎo)回路 3個(gè)液阻的流量相等，故有qvi qv2 qv3。b（ P2A3 P3A4 kyi） : /口 “、qvi V P3 （5-i2）kqvz bix. Pi （

46、5-i4）將式（5-i2）和式（5-i4）代人式（5-7）可求得qv與Pi的函數(shù)關(guān) 系，相應(yīng)曲線可由計(jì)算機(jī)仿真得到如圖5-3所示。圖5-3的有關(guān)參數(shù)如表5-1所示。改變液阻R2的小孔直徑，也即改變 參數(shù)C2的值，得到的一組流量壓力特性曲線如圖 5-3所示。圖中橫坐標(biāo)為 流量，縱坐標(biāo)為壓力。網(wǎng)5-3參數(shù)©不同旳溢流閥的滾就壓力特性Is 1 沖小 2-27X10*m*sJ, N皿JX 10- s 1 * N ' 4占X IO-* m* s 1 N"疔一6 5.4X10 * tn" t £-' * N從表5。型M橋潘流閥主要薦數(shù)霧數(shù)值參粗ft2

47、.2 X IQ1B-5.4XI0-*bj(ms列1 053X10 1bl (m1 - s'1.57X10*Ajm134X LO43.8 X 10 *0.503X10"At or'0306X10Jt/ <N m ')4,52 X IQ*if m訂<11136*O.OL6 50000 87從圖5-3可以看出，溢流閥的壓力流量特性是隨著先導(dǎo)回路參數(shù)的改 變而改變的，根據(jù)參數(shù)配置的不同，其流量壓力特性可以呈現(xiàn)3種形式:（1）隨著溢流量的增加，溢流閥的控制壓力增加（曲線 4和5）。（2）溢流閥控制壓力保持橫值，不隨溢流量的增減而變化（曲線3）。（3）隨著溢流

48、量的增加，溢流閥的控制壓力反而減?。ㄇ€ 1和 2）。動(dòng)態(tài)特性分析G型橋溢流閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn) 圖5-1，根據(jù)閥內(nèi)各腔流量連續(xù)性方程和 閥芯的受力和閥芯的受力平衡方程，可得溢流閥動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型如下dpidtKt?/、(qv qv1 qvz A1 x) ( 5-57)V1dp2dtK?(qV1 A3 y qV2) ( 58)V2dtK?-(qV2 qV4 qV3 A4 y) ( 59)dp4dtK?(A2 x qv4)V4(60)m1與唱dt dtkdiyp2 A3p3 A4 F1(61)d 2x r dx f2 dt2 dt泵的輸出流量（kd2yP1A1p4A2 F 2(62)qv31 ms )；x

49、，y主閥和先導(dǎo)閥閥芯位移（F2 先導(dǎo)閥和主閥彈簧與壓縮力（N）;A、A2主閥下端和上端有效作用面積（m2）；A3、A先導(dǎo)閥左端和中部的有效作用面積（m2）；y、V2、V3、V4 圖5-1中各容腔的體積（m3 ）；m1> m2先導(dǎo)閥芯和主閥芯的質(zhì)量（kg）；Kt 綜合體積模量（Nm 2 ）；f2 先導(dǎo)閥芯和主閥芯的粘性阻尼系數(shù)（ N sm 1 ）僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝37精品資料kdi、kd2先導(dǎo)閥和主閥閥口穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力等效當(dāng)量彈簧剛度1(N m )；k、ki先導(dǎo)閥和主閥彈簧剛度(Nm 1) 動(dòng)態(tài)特性仿真根據(jù)上節(jié)建立的數(shù)學(xué)模型，若令x0 pi、x1 p2、x2 p3、x3

50、 p4、x4 x、x5 x、x6 y、x7 y，就可得到系統(tǒng)的狀態(tài)方程，設(shè)輸出變量為Pi。系統(tǒng)的參數(shù)見(jiàn)表5-2<5-2 G型托橋潘謊閥動(dòng)態(tài)仿真律數(shù)霧敷名稱擺數(shù)名稱勢(shì)數(shù)名稱»/(«* * *)LSXIO'F(/N33X1C1%67X10 lK/(N i.sxi(rF./K1 "1臚Aj/m35 (I1X |fl 16.47X 10*djm1,4X103.06X10、4.52X10'pF Ik獸m K.5X1&13.1X10"*/m5 ox in JK?/mJ3.8X 10*3.8X10*LOX 10-Pj/mJ1.4XHT*D

51、/m$,()X10 3科皿6.KX10JKJm32.4X10*2.0 X IQ2(N S * TT)5.0X10/j/ (?a * s2.7X10 Jl.OX ID J/；/(N s m )7.5X1O!5“ JWJ6.2 X101如3亍G型 橋溢流閥的動(dòng)態(tài)特性與先導(dǎo)回路的液阻參數(shù)密切相關(guān)，在G型橋溢流閥的其他參數(shù)不變時(shí)，改變先導(dǎo)液阻R2的小孔直徑d2，能得到不同的G型 橋溢流閥動(dòng)態(tài)特性，圖5-4圖5-6為G型 橋溢流閥在不 同直徑時(shí)的動(dòng)態(tài)特性仿真結(jié)果。 圖5-4中的d2 0.9mm ,此時(shí)G型 橋溢 流閥具有正的穩(wěn)態(tài)調(diào)壓偏差，圖5-5中的d2 0.8mm，圖5-6中的d2 0.7m m，此時(shí)

52、G型 橋溢流閥的動(dòng)態(tài)特性變差，如再減少d?的值，則閥的動(dòng)態(tài)特性不穩(wěn)定。仿真研究表明，在穩(wěn)態(tài)調(diào)壓偏差為正或?yàn)榱銜r(shí)，G型橋溢流閥具有較好的動(dòng)態(tài)特性，在穩(wěn)態(tài)調(diào)壓偏差從零往負(fù)的方向變化時(shí)，G型 橋溢流閥動(dòng)態(tài)特性出現(xiàn)不穩(wěn)定。氏3£艮»汀廠呼j與 燈甲X聊洎渝閥旳拱符性怙翼n 5D i舗 I Lud話出EI5 fr I；甲擠iii炭閥功奇特牲苗奠££*£«(2 )冗橋液阻在F型橋溢流閥中的應(yīng)用F型 橋溢流閥的工作原理如圖 5.2-13所示，它也是由先導(dǎo)閥和主閥 構(gòu)成，主閥結(jié)構(gòu)與G型 橋溢流閥相同，不同的是先導(dǎo)閥結(jié)構(gòu)，在先導(dǎo) 回路中，第一個(gè)液阻是固定液阻 &，第二個(gè)液阻是先導(dǎo)閥口，為可變液 阻R2，第三個(gè)液阻是固定液阻 R3，先導(dǎo)回路液阻網(wǎng)絡(luò)是 F型 橋，故稱 此溢流閥為F型橋溢流閥。該溢流閥的工作原理為：溢流閥進(jìn)口壓力Pi作用在主閥芯下端，壓力P2作用在主閥芯的彈簧端，壓