先導(dǎo)式減壓閥的靜動態(tài)特性仿真分析

1、先導(dǎo)式減壓閥的靜動態(tài)特性仿真分析 先導(dǎo)式減壓閥在中高壓氣液動系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，由于其靜態(tài)和動態(tài)特性對整個(gè)回路的工作狀態(tài)有明顯影響，因此，需對減壓閥的工作特性開展研究。針對典型構(gòu)造的先導(dǎo)式減壓閥，建立其數(shù)學(xué)模型和仿真模型，根據(jù)仿真結(jié)果對其輸出壓力、流量等靜態(tài)和動態(tài)特性開展分析，可對減壓閥的工作狀態(tài)和內(nèi)部機(jī)制有更深刻的理解。仿真結(jié)果說明: 利用AMESim 開展仿真具有建模簡便、模型準(zhǔn)確、運(yùn)算快捷的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效節(jié)省試驗(yàn)和設(shè)計(jì)成本。 減壓閥是一種利用氣液流經(jīng)閥口節(jié)流作用產(chǎn)生壓力損失從而使出口壓力( 二次壓力) 小于入口壓力( 一次壓力) 的壓力調(diào)節(jié)閥，內(nèi)部通常利用構(gòu)造元件作用和壓力差的平衡從而保

2、持穩(wěn)定輸出壓力。定壓輸出減壓閥從構(gòu)造上可以分為直動式減壓閥和先導(dǎo)式減壓閥。先導(dǎo)式減壓閥雖然構(gòu)造復(fù)雜，但在靜態(tài)特性和穩(wěn)定性上優(yōu)于直動式減壓閥，在中高壓氣液動系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。減壓閥的靜態(tài)和動態(tài)特性對于整個(gè)回路系統(tǒng)的工作狀態(tài)有明顯影響，因此，在液動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，有必要對減壓閥的工作特性開展研究分析。 圖1 先導(dǎo)式減壓閥構(gòu)造示意圖 1、減壓閥的基本構(gòu)造 先導(dǎo)式減壓閥主要由壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)( 先導(dǎo)控制閥) 和流量控制機(jī)構(gòu)( 主閥) 兩部分組成，如圖1所示。先導(dǎo)式減壓閥的輸出壓力通過調(diào)整先導(dǎo)閥調(diào)節(jié)螺栓改變調(diào)壓彈簧的彈力得到。一次壓力油液從進(jìn)油口進(jìn)入高壓腔，經(jīng)過主閥芯與閥套間的節(jié)流縫隙，得到二次壓力，然后從出

3、油口流出。二次壓力腔通過小孔或溝槽與主閥芯底部容腔相通，且通過主閥芯中部阻尼孔流入主閥芯上部容腔，進(jìn)而利用通孔將液壓力作用于先導(dǎo)閥的錐形閥芯上。 當(dāng)二次壓力小于最小設(shè)定輸出壓力時(shí)，先導(dǎo)閥的閥芯關(guān)閉，主閥芯在平衡彈簧作用下處于最低位置，此時(shí)主閥芯與閥套的節(jié)流縫隙最大，控制窗口處于全開狀態(tài)，主閥芯阻尼孔中無油液流動，進(jìn)出容腔短接，減壓閥處于非工作狀態(tài)。當(dāng)二次壓力升高時(shí)，先導(dǎo)閥前腔壓力高于調(diào)節(jié)彈簧力，則先導(dǎo)閥打開， 產(chǎn)生先導(dǎo)流量， 主閥閥芯底腔壓力升高，在壓力差的作用下克服平衡彈簧力向上移動，主閥芯與閥套的節(jié)流縫隙減小，即控制窗口減小，二次壓力降低，經(jīng)過相互作用，直到作用在主閥閥芯上的液壓差與平衡彈簧的彈力在新的位置上到達(dá)平衡為止。 此時(shí)，二次壓力為設(shè)定輸出壓力，而先導(dǎo)閥的閥芯處于微小開啟的平衡狀態(tài)，而經(jīng)先導(dǎo)閥流出的油液流回油缸。當(dāng)輸入壓力或油液流量在一定范圍變化時(shí)，由于主閥芯與閥套間的節(jié)流縫隙變化相對量較小，且滑閥面積較大，可以使得輸出壓力始終保持在設(shè)定壓力附近，穩(wěn)定性較好。 4、結(jié)論 利用AMESim 對液動系統(tǒng)中常見的先導(dǎo)式減壓閥開展建模仿真，具有建模簡便、模型準(zhǔn)確、運(yùn)算快捷的優(yōu)