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)特性滑閥的受力分析滑閥的輸出功率及效率一、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(kāi)口型式劃分正開(kāi)口(負(fù)重疊)、零開(kāi)口(零重疊)和負(fù)開(kāi)口(正重疊)§預(yù)備知識(shí):液壓橋路1、液壓橋路的基本功能

穩(wěn)態(tài)時(shí)起位移——壓差轉(zhuǎn)換器的作用，動(dòng)態(tài)時(shí)起轉(zhuǎn)換器與功率放大器的作用。

通過(guò)液壓橋路可在閥芯端面上獲得一個(gè)可控的液壓力，以便更好地控制閥芯的運(yùn)動(dòng)，獲得較好的穩(wěn)態(tài)控制性能。2、液壓全橋負(fù)載2、液壓半橋（1）液壓半橋的基本類型（2）液壓半橋的壓力——流量特性曲線

（3）液壓半橋構(gòu)成的基本原則

兩個(gè)液阻中，至少有一個(gè)可變液阻；可變液阻的變化必須受先導(dǎo)輸入控制信號(hào)的控制；從兩個(gè)液阻之間引出輸出；液壓半橋可以是并聯(lián)的；液壓半橋可以是多級(jí)的；

（一）、滑閥壓力—流量方程的一般表達(dá)式2.2滑閥靜態(tài)特性的一般分析

(1)由橋路的壓力平衡可得：

p1+p4=ps

p2+p3=ps

p1-p2=pL

p3-p4=pL

(2)由橋路的流量平衡可得：

q1+q2=qs

q3+q4=qs

q4-q1=qL

q2-q3=qL

各橋臂的流量方程：

式中節(jié)流口液導(dǎo)：

特殊條件:四個(gè)節(jié)流窗口是匹配且對(duì)稱的。

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：（二）、滑閥的靜態(tài)特性曲線(I)閥的流量特性：負(fù)載壓降pL等于常數(shù)時(shí)，負(fù)載流量與閥芯位移之間的關(guān)系。負(fù)載壓降pL＝0時(shí)的流量特性稱為空載流量特性。(II)閥的壓力特性：指負(fù)載流量qL等于常數(shù)時(shí)，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(shí)的壓力特性。(III)閥的壓力-流量特性：指閥芯位移一定時(shí)，負(fù)載流量與負(fù)載壓降之間的關(guān)系。壓力—流量特性曲線族(見(jiàn)圖2—8)則全面描述了閥的穩(wěn)態(tài)特性。（三）、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。利用線性化理論對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)，必須將這個(gè)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(diǎn)附近展成臺(tái)勞級(jí)數(shù)可得：（2）滑閥的特性系數(shù)（閥系數(shù)）①流量增益：指負(fù)載壓降一定時(shí)，閥單位輸入位移所引起的負(fù)載流量變化的大小。②流量-壓力系數(shù)：指閥開(kāi)度一定時(shí)，負(fù)載壓降變化所引起的負(fù)載流量變化大小。③壓力增益：指qL＝0時(shí)閥單位輸入位移所引起的負(fù)載壓力變化的大小。根據(jù)：所以有：負(fù)載壓力流量線性化方程：2.3零開(kāi)口四邊滑閥的靜態(tài)特性（一）、理想零開(kāi)口四邊滑閥的靜態(tài)特性

1、理想零開(kāi)口四邊滑閥的壓力—流量方程閥芯左移：

閥芯右移：

合并得：歸一化處理得：

其中：

2、理想零開(kāi)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(kāi)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：

（一）、實(shí)際零開(kāi)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2、零位泄漏流量曲線實(shí)際零開(kāi)口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

近似計(jì)算：

流量增益:

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：

2.4正開(kāi)口四邊滑閥的靜態(tài)特性2.4正開(kāi)口四邊滑閥的特性

1、理想正開(kāi)口四邊滑閥的壓力—流量方程

歸一化方程：2.4正開(kāi)口四邊滑閥的特性

正開(kāi)口四邊滑閥的壓力流量曲線2、理想正開(kāi)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：2.5雙邊滑閥的靜態(tài)特性

一、零開(kāi)口雙邊滑閥的靜態(tài)特性

1、零開(kāi)口雙邊滑閥的壓力—流量方程

閥芯向下移動(dòng)：

閥芯向上移動(dòng)：

2.5雙邊滑閥的靜態(tài)特性帶差動(dòng)液壓缸的雙邊滑閥

無(wú)因次方程：2、零開(kāi)口雙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：2、正開(kāi)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：2.6滑閥的受力分析一、作用在滑閥閥芯上的液動(dòng)力

1、穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力

2.6滑閥的受力分析2、零開(kāi)口四邊滑閥穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力3、正開(kāi)口四邊滑閥穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力

4、瞬態(tài)液動(dòng)力

5、零開(kāi)口四邊滑閥瞬態(tài)液動(dòng)力6、正開(kāi)口四邊滑閥瞬態(tài)液動(dòng)力

二、滑閥驅(qū)動(dòng)力

2.7滑閥的輸出功率和效率一、零開(kāi)口四邊滑閥輸出功率

2.7滑閥的輸出功率和效率

二、零開(kāi)口四邊滑閥輸出效率

液壓系統(tǒng)的回路效率(1)定量泵+溢流閥的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)的最高工作效率為38.5%;(液壓伺服控制系統(tǒng)屬此類)(2)由變量泵組成的容積調(diào)速系統(tǒng)的最高工作效率為66.7%;(3)采用負(fù)載敏感或負(fù)載感應(yīng)或二次調(diào)節(jié)技術(shù)的系統(tǒng)的最高工作效率可超過(guò)66.7%,甚至可高達(dá)80%以上.2.9噴嘴擋板閥

一、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性

結(jié)構(gòu)原理：

由流量連續(xù)性方程得負(fù)載流量：

壓力特性曲線壓力——流量特性曲線

二、雙噴嘴擋板閥靜態(tài)特性

由流量連續(xù)性方程：

壓力——流量特性曲線壓力特性曲線

三、

作用在擋板上的液流力（一）作用在單噴嘴檔板上的液流力：

單噴嘴檔板所受的液流力：

實(shí)際上，（xf0-xf）很小，上式括號(hào)內(nèi)的第二項(xiàng)可以忽略，作用在擋板上的液流力近似等于靜壓力pcAN.

三、

作用在擋板上的液流力（一）作用在雙噴嘴檔板上的液流力：

雙噴嘴檔板所受的液流力：

上式第一項(xiàng)是噴嘴孔處的靜壓力對(duì)擋板產(chǎn)生的液壓力，第二項(xiàng)近似為液動(dòng)力。

2.10射流管閥（一）工作原理

2.10射流管閥（二）射流管閥的靜態(tài)特性1壓力特性

qL=0

2.10射流管閥（二）射流管閥的靜態(tài)特性2流量特性

pL=0

2.10射流管閥（二）射流管閥的靜態(tài)特性3壓力——流量特性

思考題1、為什么把液壓控制閥稱為液壓放大元件？2、什么是理想滑閥?什么是實(shí)際滑閥？3、什么是三通閥、四通閥?什么是雙邊滑閥、四邊滑閥?它們之間有什么關(guān)系?4、什么叫閥的工作點(diǎn)？零位工作點(diǎn)的條件是什么?5、在計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)定性、響應(yīng)特性和穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)應(yīng)如何選定閥的系數(shù)？為什么？6、比較零開(kāi)口閥與正開(kāi)口閥、三通閥與四通閥的三個(gè)系數(shù)有什么異同，為什么?7、徑向間隙對(duì)零開(kāi)口滑閥的靜態(tài)特性有什么影響，為什么要研究實(shí)際實(shí)際零開(kāi)口滑閥的泄漏特性?8、為什么說(shuō)零開(kāi)口四邊滑閥的性能最好，但最難加工？9、什么