《液壓伺服與比例控制系統(tǒng)》

第2章液壓放大元件本章摘要

圓柱滑閥結(jié)構(gòu)型式、工作原理、靜態(tài)特性噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)型式、工作原理、靜態(tài)特性射流管閥結(jié)構(gòu)型式、工作原理、靜態(tài)特性一、按進(jìn)、出閥的通道數(shù)劃分四通閥(圖2-1a、b、c、d)三通閥(圖2-1e)二通閥(圖2-1f)二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分四邊滑閥(圖2-1a、b、c)雙邊滑閥(圖2-1d、e)單邊滑閥(圖2-1f)三、按閥套窗口的形狀劃分矩形、圓形、三角形等多種四、按閥芯的凸肩數(shù)目劃分二凸肩、三凸肩、四凸肩2.1圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類五、按滑閥的預(yù)開口型式劃分正開口(負(fù)重疊)、零開口(零重疊)和負(fù)開口(正重疊)2.2滑閥分析滑閥有正開口、零開口、負(fù)開口三種?；y的開口型式

正開口零開口負(fù)開口正開口、零開口、負(fù)開口

滑閥的面積梯度及部分開口，可全周開口、開方孔、開園孔開園孔展開圖開方孔全周開口2.2.1零開口四邊特性分析橋路壓力平衡方程一、流量——壓力特性橋路流量平衡方程通過節(jié)流窗口的流量：閥口配磨匹配條件：

g1(xv)=g3(xv)

g2(xv)=g4(xv)

g2(xv)=g1(-xv)

g4(xv)=g3(-xv)

則有：

q1=q3

q2=q4

p1=p3

p2=p4

聯(lián)立解得：由以上公式推得負(fù)載流量為：供油流量為：閥芯左移：

閥芯右移：

合并得：流量壓力歸一化方程其中：二、閥的線性化分析和閥的系數(shù)（1）閥的線性化分析閥的壓力-流量特性是非線性的。利用線件化理論對系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)分析時，必須將這個方程線性化。利用負(fù)載壓力流量方程將其在某一特定工作點附近展成臺勞級數(shù)可得：將流量方程在某一工作點(QL1、xv1、pL1)附近全微分，可得在此工作點處的流量方程:(2-11)Kq——流量增益，或流量放大系數(shù)，表示負(fù)載壓力pL不變時，當(dāng)閥芯位移xv，有微小增量時所引起的流量增量；Kc——壓力流量系數(shù)，表示閥芯位移不變時負(fù)載壓力增量與負(fù)載流量增量之間的關(guān)系，也稱閥剛度。（2）滑閥的特性系數(shù)流量增益：指負(fù)載壓降一定時，閥單位輸入位移所引起的負(fù)載流量變化的大小。流量-壓力系數(shù)：指閥開度一定時，負(fù)載壓降變化所引起的負(fù)載流量變化大小。壓力增益：指qL＝0時閥單位輸入位移所引起的負(fù)載壓力變化的大小。（3）、理想零開口四邊滑閥的閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：理想零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：實際零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：

流量增益：三、實際零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性

1、壓力特性曲線和泄漏流量曲線1閥的流量特性：負(fù)載壓降等于常數(shù)時，負(fù)載流量與閥芯位移之間的關(guān)系。負(fù)載壓降pL＝0時的流量特性稱為空載流量特性。2閥的壓力特性：指負(fù)載流量等于常數(shù)時，負(fù)載壓降與閥芯位移之間的關(guān)系。通常所指的壓力特性是指負(fù)載流量qL＝0時的壓力特性。3、中位泄漏流量曲線2.4正開口四邊滑閥的特性

理想正開口四邊滑閥結(jié)構(gòu)

1、正開口四邊閥的壓力-流量特性方程正開口四邊閥的壓力-流量特性方程可分解成2個流量的疊加正開口四邊滑閥的壓力—流量方程

歸一化方程：二、正開口四邊閥的閥系數(shù)KqKc動態(tài)數(shù)學(xué)模型三、正開口四邊滑閥的流量—壓力特性曲線

四、正開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：實際系統(tǒng)往往不是對稱的，但給予對稱性的假設(shè)后，可以得到一個完整的解析表達(dá)式，于是就對該系統(tǒng)的靜態(tài)特性進(jìn)行深入的分析。其結(jié)論，對于非對稱系統(tǒng)，在定義意義下也是正確的。閥芯左移：

閥芯右移：

液壓放大元件能將輸入位移(機(jī)械量)轉(zhuǎn)換并放大為具有一定壓力的液體流量。

上一次課小結(jié)流量與壓力的乘積即功率，因此也可以說液壓放大元件所輸出的就是具有一定功率的液壓信號。液壓放大元件也是控制液體流量的大小及方向的控制元件，通常稱為(液壓)閥，如：滑閥、擋板閥等。機(jī)械功率FV液壓功率pQ小大圖為正開口三通閥，兩個節(jié)流口同時工作以控制一個控制口，其控制壓力為pc，負(fù)載流量為QL，設(shè)閥芯按圖示方向移動，由圖可知正開口三通滑閥pcXvpspsp0≈0AA’U+xvU-xv12如果引入負(fù)載壓力pL，得：正開口三通閥曲線特性方程：回顧正開口四通閥曲線特性方程：正開口四通閥流量方程中的pL改換成2pL，就變成正開口三通閥的流量方程了。因為正開口四通閥流量方程中的pL改換成2pL，就得到了正開口三通閥的流量方程。所以，當(dāng)把圖中正開口四通閥壓力流量曲線的pL/ps坐標(biāo)1改為1/2后，就是正開口三通閥的壓力流量曲線了。圖

正開口四通滑閥壓力-流量曲線QL/QLmax1.0=xv/xvmax0.8-2.0-1.00.2000pL/ps-0.80.8-0.40.40.62.01.0ⅣⅢⅡⅠ-0.8-0.4-0.2-0.6-1.00.4正開口三通閥的三個零位閥系數(shù)為(2-41)(2-42)(2-43)三通閥的流量增益與四通閥的流量增益相同，而三通閥的壓力增益Kp較四通閥的小一半，這是因為三通間只控制一個控制腔壓力pc，而另一腔的壓力不可控所致。2.2.3三通閥的靜特性如果閥芯按圖示方向移動，棱邊1處的節(jié)流口打開，控制腔壓力pc增高，其最大值pcmax=ps時使活塞向右運動的力

F1=p1A－psA＇。

A——無桿端活塞面積，A＇——有桿端活塞面積。圖2.9零開口三通滑閥

pcXvpspsp0≈0AA’122.3噴嘴-擋板閥分析噴嘴-擋板閥閥有單噴嘴-擋板閥和雙噴嘴-擋板閥兩種。單噴嘴-擋板閥相當(dāng)于帶1個固定節(jié)流孔的正開口三通閥雙噴嘴-擋板閥相當(dāng)于帶2個固定節(jié)流孔的正開口四通閥2.3.1單噴嘴-擋板閥（略）2.3.2雙噴嘴-擋板閥一、雙噴嘴-擋板閥的壓力-流量特性Q1Q2Q3Q4二、雙噴嘴-擋板閥的壓力特性閥？QLKp1/Kc三、雙噴嘴-擋板閥零位的閥系數(shù)2.3.3雙噴嘴-擋