電液氣控制工程正開口四邊滑閥的靜態(tài)特性

2.4 正 開 口 四 邊 滑 閥 的 靜 態(tài) 特 性 1 2 v2 4 vA =A =W(U-x )A =A =W(U+x ) 代 入 式 （ 3-53） 得 壓 力 -流 量 方 程 ： L d v s L d L v L v s Lsd v vL L Ls ss v Ld 1 1q =C W(U+x ) (p -p )-C W(U-x ) (p +p ) pC WU x xq p p=(1+ ) (1 (3-81)q =(1+x ) (1-p )-(1 - )-(1- ) (1+-x ) (1+p )U p U ppC WU ) (3-83)-上 式 除 以 得無(wú) 因 次 壓 力 流 量 方 程 為 線 性 度 比 零 開 口 四 邊 滑閥 好 得 多 ， 比 較 理 想 的線 性 元 件 ， 這 是 四 個(gè) 橋臂 高 度 對(duì) 稱 的 結(jié) 果 。 L L vsq0 d sdc0 s vsp0 對(duì) 式 （ 3-81） 微 分 ， 并 在 q =p =x =0處 取 導(dǎo) 數(shù) ， 可 得正 開 口 四 邊 滑 閥 的 ：pK = C W (是 理 想 零 開 口 的 2倍 ) (3-84)pC WU K = (其 中 U為 正 開 口 量 ) (3-85)ppK = (3-86)U如 閥 芯 正 向 移 動(dòng) ， 節(jié) 流 口 4的 面 積 大 ， 同 時(shí) 節(jié) 流 口 1 零 位 系 數(shù)2 x的 面 積 減 少 v vWx2Wx所 以 可 以 提 高 零 位 流 量 益 和 改 善 壓,故 力 -節(jié) 流 面 積 的 總 變 流 量曲 線 化 量 為的 線 性 度 。 正 開 口 四 邊 滑 閥 的 零 位 （ 中 位 ） 泄 漏 流 量 是窗 口 3、 4泄 漏 流 量 之 和 ， 比 較 大 ， 不 適 合 于大 功 率 控 制 的 場(chǎng) 合 。 2.5 雙 邊 滑 閥 的 靜 態(tài) 特 性v L d 1 s c d v s cvL d 2 c d v c令 U=0， 即 得 零 開 口 雙 邊 滑 閥 。當(dāng) 閥 芯 離 開 中 間 位 置 時(shí) ，只 有 一 個(gè) 節(jié) 流 窗 口 通 流 。壓 力 -流 量 方 程 ：當(dāng) x 0時(shí) 2 2q =C A (p -p )=C Wx (p -p ) (3-88) 當(dāng) x 0時(shí) 2 2q =-C A p =C Wx p (3-89) vL v cvL v c cLs s寫 成 無(wú) 因 次 形 式 為 ：當(dāng) x 0時(shí)q =x 1-p (3-90)當(dāng) x 0時(shí)q =x p (3-91)曲 線 和 零 開 口 四 邊 滑 閥 的一 樣 圖 3-13。 只 是 坐 標(biāo) 要 加 以 改 變 。pp 1橫 坐 標(biāo) =-1改 為 =0， 縱 坐 標(biāo) 乘 以p p 2 r sv L c0sc0 h r Lh s h p雙 邊 滑 閥 的 零 位 工 作 點(diǎn) 可 由 x =q =0和 p = 來(lái) 確 定 。2在 該 點(diǎn) 工 作 時(shí) ， 閥 控 液 壓 缸 在 兩 個(gè) 方 向 的 控 制 性 能 一 樣 。為 了 使 閥 在 這 點(diǎn) 工 作 ， 必 須 使 液 壓 缸 兩 腔 有 效 面 積 滿 足 ：p p = 2沒(méi) 有 外 負(fù) 載 作 用 時(shí) ： A =2A A F1有 外 負(fù) 載 作 用 時(shí) ： =A 2 p A L V VV V V sq0 d sc0 d sc 0 x =0 c sp0 0 x =0 對(duì) 式 3-91求 偏 導(dǎo) 數(shù) ：pK =C W q pK =- =C Wx p =0pp pK = = =x x 雙 邊 滑 閥 的 常 值 負(fù) 載 力 和 摩 擦 負(fù) 載 力 在 系 統(tǒng) 中引 起 穩(wěn) 態(tài) 誤 差 是 四 邊 閥 的 兩 倍 。 因 此 ， 雙 邊 滑閥 一 般 適 用 于 機(jī) 液 伺 服 系 統(tǒng) ， 因 為 其 負(fù) 載 力 小 ，或 允 許 誤 差 較 大 。 正L 1 2 d v s c d v c令 U0， 即 得 開 口 雙 邊 滑 閥 。壓 力 -流 量 方 程 ： 2 2q =q -q =C W（ U+x ) (p -p ) - C W（ U-x ) p (2-71) vL v c v ccLs s寫 成 無(wú) 因 次 形 式 為 ：當(dāng) x 0時(shí)q =(1+x ) 1-p - (1-x ) p 曲 線 和 圖 3-15一 樣 。 只 是 坐 標(biāo) 要 加 以 改 變 。pp 1橫 坐 標(biāo) =-1改 為 =0， 縱 坐 標(biāo) 乘 以p p 2 LV L V V sq0 d sc0 d sc 0c s p0 0 正 開 口 雙 邊 滑 閥 的 零 位 系 數(shù) ：q pK = =2C Wx q pK =- =2C Wx ppp pK = = （ 是 四 邊 滑 閥 的 一 半 ）x U（ 因 為 四 邊 滑 閥 有 兩 個(gè) 控 制 通 道 ， 且 為 差 動(dòng) ） 3.9 噴 嘴 擋 板 閥與 滑 閥 相 比 ， 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 加 工 容 易 ， 運(yùn) 動(dòng)部 件 質(zhì) 量 小 ， 對(duì) 油 液 污 染 不 太 敏 感 。但 零 位 泄 漏 流 量 大 ， 故 只 適 合 于 小 功 率 系統(tǒng) 。 在 兩 級(jí) 液 壓 放 大 器 中 ， 多 采 用 噴 嘴 擋板 閥 作 為 第 一 級(jí) 。 一 .單 噴 嘴 擋 板 閥 的 靜 態(tài) 特 性 1.壓 力 特 性L 1 2L d0 0 s c df f c L 2 -1c df fs d0 0q =q -q可 得 2 2q =C A (p -p )-C A p (3-104) 令 q =0， 得 壓 力 特 性 方 程 為 ：p C A （ 1 （ ） ） (3-106) p C A特 性 曲 線 如 圖 所 示 df N f0d0 02 2 -1c fs f0f s sc0 c0 C D x令 = ， 壓 力 特 性 方 程 變 為 ：C Ap x （ 1 （ 1- ） ） (3-108) p x對(duì) x 求 導(dǎo) ， 可 得 =0時(shí) 零 位 壓 力 靈 敏 度 最 高 ， 此 時(shí)p pp ， 通 常 取 p 作 為 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 則 ， 要 求 一 起2 2工 作 的 差 動(dòng) 液 壓 缸 活 塞 兩 邊 的 面 積 為 2： 1 df N f0d0 0Ld0 0 C D x= 1C Aq pc xf pc1- -(1- ) ps xf0 psC A 2ps/ 2.壓 力 流 量 特 性令 ， 將 式 （ 3-109） 代 入 式（ 3-105） 得 ： (3-111) 壓 力 流 量 曲 線 如 圖 所 示 sq0 df Nsp0 f0 pK C D pK 2x (3-112) (3-114) df N f0c0 s 閥 的 零 位 系 數(shù) ：2C D xK (3-115) p 是 4通 閥 ， 可 以 控制 雙 作 用 液 壓 缸二 .雙 噴 嘴 擋 板 閥 的 靜 態(tài) 特 性 ) ) 2) 2(1 2( ) L 1 2 L 4 3 fL 1 1s f0 sd0 0 s fL 22 f0 s sd0 0 s ff0 q q q q q q xq p p1- -(1- ) p x pC A 2p / xq p2(1+ p - x p pC A 2p / xx1.壓 力 流 量 特 性得 ： (3-116) (3-117) 壓 力 流 量 曲 線 如 圖 所 示與 單 噴 嘴 擋 板 閥 相 比 ， 在 0 1之 間 線 性 度 好 ， 線 性 范 圍 大 2 2 2) ) ) 2. 力 特 性1 fs f02 f 2s f01 2 L f fs s s f0 f0 p xp (1- xp 1 (3-120) xp (1+ )xp p p x xp p p (1- (1x x嘴 板 在 板 偏 離 零 位 ， 一 嘴 腔 力升 高 ， 另 一 嘴 的 力 降 低足 式 （ 3-109） 的 準(zhǔn) ， 由 式 （ 3-108） 可 得式 相 ， 得 ：壓得 ： 1 (3-119) 1 1 (3-121) 壓雙 噴 擋 閥 擋 時(shí) 個(gè) 噴 內(nèi) 壓個(gè) 噴 壓當(dāng) 滿 設(shè) 計(jì) 則 時(shí)兩 減力 流 量 曲 線 如 圖 所 示 sq0 df Nsp0 f0 pK C D pK x3. (3-125) (3-126) L 1 2 L 4 3df N f0c0 s閥 的 零 位 系 數(shù)可 以 將 q q -q q q -q 在 零 位 附 件 線 性 化得 壓 力 流 量 線 性 化 表 達(dá) 式 。由 該 方 程 直 接 得 到 閥 的 零 位 系 數(shù) ：C D xK (3-127) p與 單 噴 嘴 擋 板 閥 相 比 ， 流 量 增 益 是 一 樣 的 ，而 壓 力 靈 敏 度 增 加 了 一 倍 。 與 單 噴 嘴 擋 板 閥 相 比 ， 雙 噴 嘴 擋 板 閥 具 有 以 下 優(yōu) 點(diǎn) ：因 溫 度 和 供 油 壓 力 變 化 而 產(chǎn) 生 的 零 漂 小 ，即 零 位 工 作 點(diǎn) 變 動(dòng) 小擋 板 在 零 位 時(shí) 所 受 的 液 壓 力 和 液 動(dòng) 力 是 平 衡 的 三 、 作 用 在 擋 板 上 的 液 流 力 對(duì) 雙 噴 擋 閥 個(gè) 噴 擋擋 凈-于 嘴 板 ， 可 求 得 每 嘴 作 用 于 板 上 的 力2 2df f0 f1 1 N N2 2df f0 f2 2 N N 1 2 16C (x -x )F = p A 1+ (3-134)D16C (x -x )F = p A 1+ (3-135)DF =F F (3-136) 作 用 于 板 上 的 液 流 力 四 、 噴 嘴 擋 板 閥 的 設(shè) 計(jì)n 1、 噴 嘴 直 徑 ： (3-138) q0 N sdfKD pC n 2、 噴 嘴 擋 板 的 零 位 間 隙n 3、 固 定 節(jié) 流 口 直 徑 和 其 他 參 數(shù)一 般 為 0.0250.125mmNf0f0 Dx (3-139)16x 2.10 射 流 管 閥 優(yōu) 點(diǎn) ：1)抗 污 能 力 強(qiáng) ， 對(duì) 油 液 的 清 潔 度 要 求 不 高2)壓 力 恢 復(fù) 系 數(shù) 和 流 量 恢 復(fù) 系 數(shù) 高 ， 效 率較 高 ， 可 以 作 為 前 置 放 大 元 件 。缺 點(diǎn) ：1)由 于 射 流 力 的 作 用 ， 容 易 產(chǎn) 生 振 動(dòng)2)射 流 管 慣 量 較 大 ， 動(dòng) 態(tài) 特 性 不 如 噴 嘴 擋 板 閥3)零 位 泄 漏 量 大4)粘 性 特 性 影 響 較 大 2.11 滑 閥 輸 出 功 率 及 效 率 L L L L V Ld s1N = pq = pC Wx (p - p)L L只 對(duì) 零 開 口 四 邊 滑 閥 進(jìn) 行 分 析負(fù) 載 壓 力 為 p,負(fù) 載 流 量 為 q， 則閥 的 輸 出 功 率 （ 負(fù) 載 功 率 ） 為 L V Vms2得 知 ： 在 p = p 時(shí) ， x 在 最 大 開 度 x 時(shí)3L Vm 3(m ax) d s2 1N = C Wx p3 3 L L VmL L Vm s ss s s ss d s s s s ss d 2 pq(pq)m ax 3 2= = = =0.6673pq pq 12 2pC Wx (p - p)3 3(pq)m ax= = =0.385pq ppC Wx L Lmaxs ss當(dāng) 采 用 變 量 泵 可 自 調(diào) 節(jié) 供 油 流 量 q 時(shí) q =q(閥 本 身 達(dá) 到 的 最 高 效 率 )當(dāng) 采 用 定 量 泵 加 溢 流 閥 作 液 壓 能 源 時(shí) ， q q(整 個(gè) 液 壓 伺 服 系 統(tǒng) 的 效 率 ， 包 括 溢 流 閥 的 溢 出 損 失 ) 上 述 分 析 表 明 ， 在 PL 2/3 Ps時(shí) ， 整 個(gè) 液 壓伺 服 系 統(tǒng) 的 效 率 最 高 ， 同 時(shí) 閥 的 輸 出 功 率 最大 。 故 取 PL 2/3 Ps作 為 閥 的 設(shè) 計(jì) 負(fù) 載 壓 力 ，同 時(shí) ， 在 PL=2/3 Ps時(shí) ， Kq 和 Kc變 化 不 大 。Kq的 減 小 和 Kc的 增 大 會(huì) 影 響 系 統(tǒng) 的 性 能 。所 以 一 般 將 限 制 在 PL=2/3 Ps