电液比例变量柱塞泵中压力补偿阀的研究
闸、阀门液压启闭机设计特点综述
闸、阀门液压启闭机设计特点综述作者：翟继民张公略严秀俊来源：《科学与信息化》2019年第30期摘要富春江船闸是我国首座保留原有船闸建筑物，在其下游新建一座Ⅳ级标准船闸的碍航船闸的扩建改造工程，通过对老船闸的加固及改造利用：老船闸作为新建船闸的引航道，同时作为新建船闸输水系统的组成部分。
最大设计水差20.21m，由于新、老船闸口门宽度不同，新建船闸闸室宽度23米，老闸闸室12米，经南科院水力模型试验表明：充、泄水阀门的开启方式决定老闸上闸首口门水跌和闸室水流流速的大小，对船闸运行的安全性有很大的影响，因此液压启闭机的设计必须按照闸、阀门运行特性曲线的要求进行，起、制动实现无级变速运行平稳无冲击;左、右油缸运行同步。
本文通过对电比例泵、电比例阀及两位两通电磁换向阀回路在无级变速、液压系统同步控制、可靠性及经济型等方面进行充分比选，得出比例泵最适合闸、阀门的运行要求。
关键词船闸运行安全;闸;阀门运行特性曲线;电比例泵;液压系统同步控制1 输水系统带来的运行问题1.1 口门堰流根据船闸输水系统整体模型试验成果，新建船闸充水时老船闸闸室水位下降明显，其上闸首处形成堰流，上闸首输水阀门开启速度过快会引起上闸首口门水跌过大，而开启速度过慢影响船闸充水时间且对反弧门运行产生不利影响，为此，对充水阀门的开启方式进行专门的水力学模型试验研究非常必要，通过实验来确定老船闸上闸首口门水流跌落和上游引航道流速的上限值确保船闸安全运行，經过南科院的物模实验确定如图1.1和1.2所示的阀门运行方式可以较好地解决阀门空化和口门处水跌的问题。
1.2 船闸运行安全由于老闸兼做新建船闸的上游引航道，虽然对老闸进行了加固处理，但是根据大坝检测中心的建议，将老闸上闸首下沉门更换并增加动水闭门功能，万一老闸出现意外事故，可以动水关闭下沉门以保护大坝和新建船闸的安全，下沉门选用液压启闭机，在两侧门槽上方布置立式油缸，液压泵站安装在原机房内，由于左、右两侧管道长度不同带来管路沿程损失不同，加之门槽阻力及闸门安装精度的误差，左、右两侧油缸极易产生运行偏差，因此下沉门液压启闭机同步控制是设计的关键因素[1]。
电液比例压力阀在柱塞泵系统中的研究
ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｌ ａ ｄ ｅｅ ｔｉ ｌ ａ ｔ ａ ｅ ｅ ｇ ｎ ｈ ｒ ｓａ ｓ ｏ ｖ ｎ ｉ ａ ｎ ｌｃ ｒ ａｌ ｃ ｉ ｔｄ ｎ ｉ ｅ ｔ ｅ ｍｏ ｔｔ ｏ ｃ ｙ ｖ
［ ．Ａ ＭＥ ０ １ ０ １Ｉ Ｅ ｓｒ ｇＴ ｈ ｉ ｌＣ ｎｅｅｃ Ａ］ Ｓ ２ ０ ，２ ０ Ｃ ｐ ｎ ｅ ｎ ａ ｏ ｆ ｎｅ ｉ ｃ ｃ ｒ ［ ］ Ｐ ｉｄｌｈ ，０ １３ ：１９—１３ Ｃ ． ｈｌ ｅ ｉ ２ ０ （ ） ０ ａ ｐａ １．
收稿 １ ：０ ７ １．４ ３期 ２ ０．２２ 作 者 简 介 ： 文 海 （９ ９ ）男 ， 北 承 德 人 ， 教 ， 要 从 吴 １７ 一 ， 河 助 主
忽略 电磁铁 的动态 响应特性 ， 电磁铁 简化成 一 把
事机电液一体化 和驱 动技术方面的科研和教学土作 。
缺点 ， 实现了简洁可靠的液压驱动冷却系统。
维普资讯
Ｏ
液压与 气动
２０ ０ ８年第 ３期
电液 比例 压 力 阀在 柱 塞 泵 系统 中的研 究
吴 文海 ， 秦 剑， 张 弓 ， 兰 英 于
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｔ ｏ ｈ ｄ ａ ｌ ｏ ｏ ｔｏ ａ ｅ ｓ ｒ ｌ ｅ ｏ ｉ ｔ ｎ Ｐｕ ｓ ａ ｃ ｎ Ｅｌ ｃ ｒ — ｙ ｒ ｕ ｉ Ｐｒ ｐ ｒ ｉ ｎ ｌＰｒ ｓ ｕ ｅ Ｖａ ｖ ｆ Ｐ ｓ ｏ ｍｐ ｃ
ｏ —— 线性 化后平 衡位 置 阀开度 ， ｍ
ｐ —— 阀的入 口压 力 ， ａ 】 ＭＰ
— —
不允许有泄漏。阀体 ２ 上的孔和 阀芯配合面好， 保证
其泄漏 量最小 ， 弹簧 刚度很 大 ， 用来传 递 阀芯上 的 主要
力， 弹簧 座 主要 用途 是 给弹 簧 和 电磁 铁 提供 传 递 力 的
第五章第七节 轴向柱塞泵的变量机构
7.其他变量泵
交流变频调速电动机或伺服电动机驱动定量液压泵, 根据系统要求(流量和压力)来控制电动机转速.
恒功率实现：
如在控制滑阀上设置两根弹 簧，其中一根弹簧在初始位置 时不受任何压缩，在控制滑阀 上移的初期，仅弹簧5起作 用，对应于右图中的ab段。当 滑阀移过一段距离后弹簧4开 始受压缩，两个弹簧力之和与 液压力相平衡，对应于右图中 的bc段。 适当选择图中直线ab和bc的斜 率及截距(即弹簧4、5的刚度 及预压缩量)，可使折线与双 曲线相近似，即pq＝常数。从 物理意义上来说，即输出液压 功率近似不变，故亦称为恒功 率泵。
(1)按操纵型式分：手动、机动、电动、液控和电液控 制等，属于外加讯号控制变量。 (2)按调节方式分:压力控制,流量控制,功率控制等方 式.
利用泵的出口压力、流量或反映流量的压差 作为检测信号与输入信号进行比较，然后再 通过变量机构的位置控制作用来确定泵的排 量。
即自动控制泵的基本参数(包括压力、流量、功率等) 按一定规律变化．如恒功率，恒压控制泵，恒流量 控制泵，复合控制变量泵、功率匹配变量泵等。
q
(2)功率匹配变量泵
对于大功率系统，功率匹配的 控制方式可以使变量泵的工 作压力和输出流量同时与系 统的需求相适应。 系统流量由电液比例方向阀 给定，输入电流一定，则阀 开度一定，从而在压差一定 的情况下，其通过的流量稳 定；而压差则由功率匹配阀 的弹簧力设定。 系统压力：
p s = p L + Δp
2)单向变量电反馈变量泵
复合控制变量泵还可以由电液比例阀 或电液伺服阀进行控制，并采用被控 量电反馈，组成电反馈复合控制变量 泵， 图中控制阀为电液比例(或伺服)控制 二位三通预开口滑阀，接受来自控制 放大器的输入电流。放大器的输入电 压信号由信号处理单元——调节器给 定；调节器能够设定变量活塞位置x、 负载流量q、负载压力P及泵的输出功 率等模拟量的输入电压信号，同时也 能接受x、q、p的反馈电压信号，并具 有相应的信号处理功能。通常，在调 节器内设置PID调节单元及系数修止和 补偿运算单元，以提高控制性能。 电反馈的采用使泵的变量调节部件得 到简化
液压泵的变量控制原理考核试卷
C.电动机的变频控制
D.系统压力的优化
20.液压泵的变量控制原理中，哪些技术可以实现泵的智能化控制？（）
A.传感器技术
B.微电子技术
C.计算机控制技术
D.通信技术
（以下为其他题型，因题目要求仅输出多选题，故不再继续编写。）
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
A.液压挖掘机
B.液压起重机
C.液压电梯
D.液压动力单元
14.以下哪些泵可以通过改变斜盘角度来调节排量？（）
A.斜盘式轴向柱塞泵
B.齿轮泵
C.活塞泵
D.叶片泵
15.液压泵的变量控制中，哪些技术可以提高系统的响应速度？（）
A.伺服阀
B.比例阀
C.电磁阀
D.液压油的选择
16.以下哪些因素会影响液压泵的变量控制效果？（）
D.无法确定
7.以下哪种泵的变量原理与发动机的节气门类似？（）
A.柱塞泵
B.齿轮泵
C.叶片泵
D.螺杆泵
8.液压泵的变量控制原理中，负载敏感控制主要用于哪种泵？（）
A.定量泵
B.变量泵
C.转子泵
D.活塞泵
9.以下哪种方式不能实现液压泵的变量控制？（）
A.电磁阀控制
B.液压伺服控制
C.机械控制
D.电机转速控制
15.液压泵的变量控制原理中，哪种控制方式可以实现泵的排量与负载需求相匹配？（）
A.定量控制
B.变量控制
C.转速控制
D.压力控制
16.在液压泵的变量控制中，电液比例控制阀的作用是什么？（）
A.控制泵的排量
B.控制泵的转速
C.控制系统的压力
PV 电液比例泵使用手册_PARKER
安装及使用手册样本号 HY11-PV1017-42/CH 2004年3月电液控制PV 系列轴向柱塞式 变量液压泵泵设计序列号≥40安装及使用手册PV系列 目录页次 1. 比例排量控制, 代号…FPV 32. 比例排量控制, 带压力补偿越权, 代号…FPR/…UPR, …FPD/…UPD, …FPZ/…UPZ 53. 比例排量控制, 带闭环压力控制, 代号…FPG/…UPG84. 预加载阀块, 比例控制泵用, 代号 PVAPVV*115. 梭阀底板, 比例控制泵用, 控制器代号…WPV, …WPR, …WPZ, …WPG136. 快速卸荷溢流阀块, 代号PVAPSE*与代号为…FPS/…UPS 至 …FPT/…UPT 的补偿变量控制器配合使用147. 预加载和快速卸荷溢流阀块 PVAPVE*与代号为…FPP/…UPP 至 …FPE/…UPE 的补偿变量控制器配合使用168. 排量反馈及压力补偿控制阀的基本调整189. 比例压力/排量控制的电气连接2010.故障排除指南2411.重要的设定和诊断数据26注 本样本以及其它由派克汉尼汾公司及其子公司、销售公司与授权分销商所提供的资料，仅供用户专业技术人员在对产品和系统的选型进行深入调查考证时参考。
对于用户，至关重要的是，应在选择和使用任何产品及系统之前，认真分析自身设备的使用工况，并仔细查阅现行的样本，以详细地了解产品及系统的相关信息。
由于产品及系统的使用工况多种多样，用户应通过自己的分析和试验，独立地对产品及系统的最终选择负责，确保能满足自身设备的所有性能和安全性的要求。
目录ＰＶ系列 1. 比例排量控制, 代号…FPV比例排量控制是一种使液压泵的排量按输入指令电信号连续变化的控制方式。
单独的比例排量控制阀的订货代号是：PVCF*PV**。
第一个“*”表示泵的规格：A 代表PV016 - PV046 C 代表PV063 - PV092 E代表PV140 - PV270末尾两个“**”表示密封件材料与螺钉选项 (详见备件表PVI-PVC -UK)。
进口柱塞泵马达液压原理图集锦 之6 派克PARKER
第六部,派克PARKER液压柱塞泵马达PV系列柱塞泵PV 系列带标准压力补偿器的泵，代号F*S带负荷传感补偿器的泵，代号FFC PV 系列带功率补偿器的泵，代号*LB PV系列带电液排量控制的泵，代号*PV PV系列压力补偿器 PV系列标准的压力补偿器根据系统的实际需要调节泵的排量，以保持恒定的压力。
只要泵出口P的压力比所设定的压力低(用补偿器弹簧预设定)，补偿器阀的工作口A就联接到壳体泄油，活塞面积处卸荷。
复位弹簧和在环形面积处的系统压力保持泵在全排量状态。
当系统压力达到设定压力时，补偿器阀联接P1口到A口，建立变量活塞处的压力，引起泵的斜盘角度变小。
泵的排量得到控制，以达到系统要求的排量对标准的压力补偿器,压力是直接在补偿器弹簧处设定,而远程压力补偿器的设定可以藉助联接到先导口PP的任何适当的先导压力阀来完成。
先导供油流量是内部通过阀的滑阀供油。
先导流量是1-1.5 l/min。
先导阀可以远程地距泵一定距离安装。
这样可以使压力的设定在例如机器的控制板处进行。
远程压力补偿器典型地比标准的压力补偿器更快和更精确地响应，并能解决标准压力补偿器在临介的应用场合可能发生的不稳定问题。
压力先导阀还可以电子控制(比例压力阀)或与方向控制阀组合以用做低压的待机状态。
远程压力补偿器的FR1型在其顶部提供NG6界面， DIN24340 (CETOP 03 在RP35H, NFPA D03)。
此接口可以允许直接安装先导阀。
除手动或电液操纵的阀之外，也可能安装多级压力补偿器。
派克公司提供各种各样的这种补偿器附属件，可直接安装的。
所有远程压力补偿器工厂设定好15 bar 的压差。
以此设定，泵出口的控制的压力高於由先导阀控制的压力。
负载传感补偿器有外部的先导压力供给。
工厂设定压差是 10 bar，到补偿器的输入信号是在主流管路上阻尼器的压差。
负载传感补偿器主要是代表泵输出流量的控制，因为补偿器保持在主流管线上阻尼器的压降为恒值。
掘进机液压系统考试试题
掘进机液压系统考试试题掘进机液压系统考试试题液压部分一(单项选择题1. 以(D)作为工作介质进行能量传递的过程叫流体传动。
包括气体传动和液体传动。
A导体 B固体 C刚体 D流体2. 以(B)作为工作介质进行能量传递的过程叫液体传动。
包括液压传动和液力传动。
A流体 B液体 C固体 D刚体3. 以液体作为工作介质并以其(B)作为能量传递的方式，这样的液体传动称为液压传动。
A动能 B压力能 C电能 D热能4. 以液体作为工作介质并以其(C)作为能量传递的方式，这样的液体传动称为液力传动。
A电能 B压力能 C动能 D热能5. 液压系统的能源装置是(D)。
A油箱 B液压阀 C液压油缸 D液压泵6. 液压系统的控制装置是(C)。
A液压油缸 B液压泵 C液压阀 D油箱7. 液压系统的执行装置包括(D)等。
A液压油、压力表 B液压泵、油箱 C过滤器、冷却器 D液压油缸、马达 8. 液压系统的辅助装置包括(D)等。
A液压油、液压阀 B液压泵、冷却器 C过滤器、液压阀 D油箱、过滤器 9. 下列液压系统职能符号中安全阀是(B)A B C10. 下列液压系统职能符号中减压阀是(A)A B C11. 下列液压系统职能符号中单向阀是(C)A B C1掘进机液压系统考试试题12. 下列液压系统职能符号中梭阀是(B)B C A13. 下列液压系统职能符号中手动两位四通换向阀是(C)A B C 14. 下列液压系统职能符号中两位四通电磁换向阀是(A) A B C 15. 下列液压系统职能符号中两位四通液控换向阀是(B) A B C 16. 下列液压系统职能符号中单向定量泵是(A)A B C 17. 下列液压系统职能符号中双向定量泵是(C)A B C 18. 下列液压系统职能符号中单向变量泵是(B)A B C2掘进机液压系统考试试题19. 下列液压系统职能符号中双向变量泵是(A)B C A20. 下列液压系统职能符号中单向定量马达是(B)A B C 21. 下列液压系统职能符号中双向定量马达是(C)A B C) 22. 下列液压系统职能符号中单向变量马达是(BA B C 23. 下列液压系统职能符号中双向变量马达是(B) A B C 24. 下列液压系统职能符号中粗过滤器是(A)A B C3掘进机液压系统考试试题25. 下列液压系统职能符号中精过滤器是(C)C A B 26. 下列液压系统职能符号中冷却器是(B)A B C 27. 下列液压系统职能符号中蓄能器是(C)A B C) 28. 下列液压系统职能符号中油箱是(AA B C 29. 下列液压系统职能符号中双作用液压缸是(A) A B C 30. 下列液压系统职能符号中单作用液压缸是(C) A B C 31. 下列油缸结构图中双作用液压缸是(A)A B4掘进机液压系统考试试题32. 下列油缸结构图中单作用液压缸是(A)A B33. 在液压传动中力(或力矩)的传递是按照(D)进行的。
进口柱塞泵马达液压原理图集锦之1萨澳SAUER
进口柱塞泵马达液压原理图集锦第一部:萨澳-丹佛斯-大金液压柱塞泵马达萨澳-丹佛斯,20系列变量柱塞泵说明:1=变量柱塞泵 2=补油泵 3=控制阀 4=单向阀 5=补油溢流阀 6=滤清器 7=散热器油口:A,B=系统压力 S =吸油真空度 L 1,L 2=壳体回油 M =测压口萨澳-丹佛斯,20系列定量柱塞马达定量马达(无阀)说明:1=定量马达油口:L 1,L 2---壳体回油口 A,B---系统压力口定量马达(带冲洗阀)说明:1=定量马达 2=低压溢流阀 3=梭形阀 4=高压溢流阀油口:L 1,L 2---壳体回油口 M A ---A 口测压口 M B ---B 口测压口 M=低压腔测压口定量马达(带冲洗阀和旁通阀)说明:1=定量马达 2=低压溢流阀 3=梭形阀 4=高压溢流阀 5=手控旁通阀 油口:L 1,L 2=壳体回油口 M A =A 口测压口 M B =B 口测压口 M=低压腔测压口萨澳-丹佛斯,20系列变量柱塞马达油口:L1,L2=壳体回油压力M A=A口测压口M B=B口测压口M=低压腔测压口萨澳-丹佛斯,40系列泵马达MPV046手动控制泵液压原理图注释：MDC---手动控制阀单元 M 1---系统压力A 口测压口M 2---系统压力B 口测压口 M 3---补油压力测压口M 4，M 5---控制压力测压口 L 1，L 2---壳体回油口 A ，B---系统压力口 S---补油泵吸油口MPV035变量柱塞泵MPV046变量柱塞泵MPV046液动控制泵液压原理图HDC---液压控制阀单元 M 4，M 5---控制压测压口 X 1，X 2---壳体回油口 A ，B---系统压力口 S---补油泵吸油口MPV046 电磁阀控制泵液压原理图FNR---通断电控阀单元 M 4，M 5---控制压测压口 A ，B---系统压力口 S---补油泵吸油口MPV046 电比例控制泵液压原理图EDC---电比例控制阀单元M4，M5---控制压测压口A，B---系统压力口S---补油泵吸油口MPV035串泵，外补油选择MPV035串泵，内补油选择M25系列定量柱塞马达液压原理图（无冲洗阀） M25定量柱塞马达M25/35/44/46系列定量柱塞马达液压原理图（有冲洗阀）M35定量柱塞马达M25/35/44系列变量柱塞马达液压原理图（有冲洗阀）M46 变量马达液压回路图注释：M1---系统压力A口测压口M2---系统压力B口测压口X1，X2---控制压力口L1，L2---壳体回油口A，B---系统压力口40系列泵马达液压系统原理图萨澳-丹佛斯,90系列变量柱塞泵注释：M 1---A 口测压口 M 2---B 口测压口M 3---补油压力测压口M 4，M 5---控制测压口L 1，L 2---壳体回油口 A ，B---系统压力口 S---补油泵吸油口FNR控制方式EDC控制方式HDC控制方式MDC控制方式萨澳-丹佛斯,90系列变量柱塞马达油口解释:A,B =高压油口,称A,B口,或A,B腔S =补油口L1,L2=壳体回油口M1,M2 =A,B腔测压口M3=补油压力测压口M4,M5 =控制压力测压口萨澳-丹佛斯,90系列定量柱塞马达解释:A,B = A,B口,系统油口L1,L2=壳体回油口M1,M2=A,B口的测压口M3 = 低压测压口萨澳-丹佛斯,90系列无反馈变量柱塞泵90系列泵马达液压系统回路图萨澳-丹佛斯,51系列马达HZ控制方式马达回路图油口解释:A，B---系统压力口L1，L2---壳体回油口M1，M2---系统压力测压口M3，M4---伺服压力测压口M5---伺服压力供油测压口M7---控制压力测压口X1---控制压力口插装式两位控制E1,E2两位控制F1,F2液压比例控制HZ, HS, K1, K2制动压力失效回路图无制动压力失效 K1,K2控制阀液压比例控制HP制动压力失效回路图无制动压力失效电/液压比例控制EP,EQ,ER,ES制动压力失效回路图无制动压力失效压力补偿控制TA,TH,T1,T2制动压力失效回路图无制动压力失效90系列泵和51系列马达液压系统回路图萨澳-丹佛斯,H1系列泵萨澳-丹佛斯,42系列泵MDC带中位启动和过载保护MDC带过载保护MDC手动变量控制阀FNR开关式电控阀—原理图外形图EDC比例电控阀—原理图剖面图NFPE液控阀液压原理图 NFPE液控阀剖面图无反馈比例液控阀剖面图无反馈比例液控阀剖面图萨澳-丹佛斯,搅拌车用变量柱塞泵带高压溢流阀无高压溢流阀萨澳-丹佛斯,搅拌车用定量柱塞马达。
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液压与气动2009年第11期电液比例变量柱塞泵中压力补偿阀的研究
吴文海,刘晓红,杨志军,秦 剑
Research on Press ure Co mpensated V al ve of E lectro hydrau lic
ProportionalVaria b le P iston Pu mp
WU W en ha,i L I U X iao hong,YANG Zhi j u n,Q IN Jian
(西南交通大学新型驱动技术中心,四川成都 610031)
摘 要:针对电液比例变量柱塞泵系统中的压力补偿阀,介绍了压力补偿阀在系统中的关键作用,建立了压力补偿阀的数学模型,利用MATLAB软件建立相应的系统模型并进行了仿真分析和试验验证。
结果表明:不同开口的压力补偿阀的动态特性各不相同,试验结果验证了仿真结果的准确性,为压力补偿法和电液比例变量柱塞泵系统的匹配提供了参考依据。
关键词:变量柱塞泵;压力补偿阀;动态特性
中图分类号:TH137.51 文献标识码:B 文章编号:1000 4858(2009)11 0074 02
1 前言
电液比例变量柱塞泵系统因其良好的控制特性、快速的响应和明显的节能特性广泛应用于注塑机械中。
其压力流量控制特性分别可以通过电液比例压力控制阀和电液比例流量控制阀来进行控制,其控制技术已比较成熟[1],但影响系统的稳定性、快速性和准确性的直接元件是其泵内部的压力补偿阀,该阀的性能直接决定了推动斜盘变量的控制柱塞的响应特性,决定着这个泵系统的压力和流量响应特性,对泵的工作性能有直接的影响。
以前的文章中对系统整体的仿真和试验进行了大量的研究,在此基础上对该压力补偿阀进行进一步理论仿真和试验研究,对提高注塑机系统的动态特性具有重要意义。
2 结构组成
电液比例变量柱塞泵原理图,如图1所示。
我们所研究的对象为压力补偿阀3,该压力控制阀为一二位三通比例阀,阀的开口由两端压差所控制,其不同开口对应不同过流量,通过采用不同的开口阀芯对其理论仿真和实验研究,得到其动态特性。
3 阀的数学模型
根据阀芯的力平衡方程和阀的流量方程经过拉氏可得:
A3p(s)-A3p9(s)-0.57W3(p0-p30)x3(s)-g4s x3(s)-0.57W3x30(p(s)-p3(s))=
(M3s2+f3s+k3)x3(s)(1
)
1.变量柱塞泵
2.控制缸
3.压力补偿阀
4.压力控制节流孔
5.流量控制阀
6.流量控制节流孔
7.电液比例流量阀
8.安全阀 9.电液比例溢流阀
图1 电液比例变量柱塞泵的原理图
收稿日期:2009 05 06
基金项目:西南交通大学青年教师科研起步项目资助(2008Q046)
作者简介:吴文海(1979 ),男,河北承德人,讲师,硕士,主要从事液压技术和新型驱动技术方面的科研和教学工作。
式中 A3 表示阀芯的端面积(m2)
p 表示阀3的入口压力(M Pa)
p9 表示溢流阀的入口压力(M Pa)
W3 表示控制阀口的面积梯度(m)
x3 表示阀芯的移动位移(m)
g4 表示稳态液动力系数
74
2009年第11期液压与气动
p3 表示阀3的出口压力(M Pa)
M3 表示阀芯的质量(Kg)
f3 表示阀芯运动的黏阻系数f3= A3
表示液体的动力黏度(Kg/m s)
表示阀芯和阀套之间的间隙(m)
k3 表示阀内弹簧的刚度(N/m)
流过压差控制阀3的控制阀口的流量方程:
Q3=C d W3(x3+u)2(p-p3)(2)
式中 Q3 流过阀3的流量(L/m in)
C d 阀的流量系数
u 平衡位置处阀的开口量(mm)将式(2)线性化并拉氏变换可得:
Q3(s)=K Q3x3(s)+K P3(p(s)-p3(s))(3)式中 K Q3 阀3的阀口流量增益
K P3 阀3的阀口流压增益
4 仿真与实验
根据上述传递函数结合系统压力控制方框图[2],利用MATLAB软件中的S I M ULI NK模块进行建模并仿真。
将电流幅值为650mA的压力方波信号分别输入不同开口时候的压力动态特性曲线进行动态仿真,得到仿真数据后用MATLAB在同一幅图中画出几条动态特性曲线,并对其动态特性进行比较,仿真结果见图2。
图2 不同开口量的压力补偿阀的动态特性从图中可以看出,在同样的输入电流的情况下,分别采用阀芯开口量为0mm,0.2mm,0.3mm,0.5mm 和1.0mm共5组数据进行仿真,阀芯开口量对系统的稳态值有一定影响,开口越大,压力稳态值越小,但同时响应变慢,超调量有所减小,可以根据不同的使用条件进行不同的选择。
实验中,按理论仿真的条件下加工不同开口的阀芯5根,装在压力补偿阀内,使压力补偿阀具有不同的开口,通过信号发生器给电磁铁输入0~650mA的阶跃电流信号,通过压力传感器和示波器显示压力阀的压力信号,不同开口的阀芯实验响应如图3所示。
图3 阀芯实验响应曲线
从上面的实验曲线可以看出,当阀的开口量增大时,阀的响应时间变慢,超调量变小,泵的工作相对更平稳。
5 结论
通过对电液比例变量柱塞泵系统中的压力补偿压力阀的介绍、建摸仿真和实验研究,可以得出以下结论:
(1)压力补偿阀在电液比例变量柱塞泵系统中具有重要作用,其结构直接决定了系统的动态特性;
(2)随着补偿阀阀芯开口量的增加系统响应时二次振荡逐渐减小;
(3)补偿阀阀芯开口量影响泵的响应时间和系统超调量。
随着开口量的增加,系统响应变慢,但超调量减小。
参考文献:
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