液压伺服与比例控制系统第二章.ppt

燕 山 大 学 液压伺服与比例控制系统课程组,欢 迎 使 用 液压伺服与比例控制系统 多媒体授课系统,第2章 液压放大元件,本章摘要 圆柱滑阀结构型式、工作原理、静态特性 喷嘴挡板阀结构型式、工作原理、静态特性 射流管阀结构型式、工作原理、静态特性,一、按进、出阀的通道数划分 四通阀(图2-1a、b、c、d) 三通阀(图2-1e) 二通阀(图2-1f) 二、按滑阀的工作边数划分 四边滑阀(图2-1a、b、c) 双边滑阀(图2-1d、e) 单边滑阀(图2-1f) 三、按阀套窗口的形状划分 矩形、圆形、三角形等多种 四、按阀芯的凸肩数目划分 二凸肩、三凸肩、四凸肩,2.1 圆柱滑阀的结构型式及分类,五、按滑阀的预开口型式划分 正开口(负重叠)、零开口(零重叠)和负开口(正重叠),一、滑阀压力流量方程的一般表达式,2.2 滑阀静态持性的一般分析,根据桥路的压力平衡可得： p1 + p4 = ps p2 + p3 = ps p1 - p2 = pL p3 - p4 = pL 根据桥路的流量平衡可得： q1 + q2 = qs q3 + q4 = qs q4 - q1 = qL q2 - q3 = qL,各桥臂的流量方程：,式中节流口液导：,阀口配磨匹配条件： g1( xv ) = g3( xv ) g2( xv ) = g4( xv ) g2( xv ) = g1( -xv ) g4( xv ) = g3( -xv ) 则有： q1 = q3 q2 = q4 p1 = p3 p2 = p4 联立解得：,由以上公式推得负载流量为：,供油流量为：,二、滑阀的静态特性曲线 (I) 阀的流量特性： 负载压降等于常数时， 负载流量与阀芯位移 之间的关系。 负载压降pL0时的 流量特性称为空载流 量特性。,(II) 阀的压力特性： 指负载流量等于常数 时，负载压降与阀芯 位移之间的关系。 通常所指的压力特性 是指负载流量qL0 时的压力特性。,(III) 阀的压力-流量特性： 指阀芯位移一定时，负 载流量与负载压降之间 的关系。 压力流量特性曲线族 (见图28)则全面描述 了阀的稳态特性。,三、阀的线性化分析和阀的系数 （1）阀的线性化分析 阀的压力-流量特性是非线性的。利用线件化理论对系 统进行动态分析时，必须将这个方程线性化。 利用负载压力流量方程将其在某一特定工作点附近展成 台劳级数可得：,（2）滑阀的特性系数 流量增益： 指负载压降一定时，阀单位输入 位移所引起的负载流量变化的大小。 流量-压力系数： 指阀开度一定时，负载压降变化所 引起的负载流量变化大小。 压力增益： 指qL0时阀单位输入位移所引起的 负载压力变化的大小。,根据： 所以有： 负载压力流量线性化方程：,2.3 零开口四边滑阀的静态特性,一、理想零开口四边滑阀的静态特性 1、理想零开口四边滑阀的压力流量方程,阀芯左移： 阀芯右移： 合并得：,归一化处理得： 其中：,2、理想零开口四边滑阀的阀系数 流量增益： 流量-压力系数： 压力增益：,理想零开口四边滑阀的零位阀系数 流量增益： 流量-压力系数： 压力增益：,一、实际零开口四边滑阀的静态特性 1、压力特性曲线和泄漏流量曲线,2、中位泄漏流量曲线,实际零开口四边滑阀的零位阀系数 流量-压力系数： 压力增益：,2.4 正开口四边滑阀的特性,1、理想正开口四边滑阀的压力流量方程 归一化方程：,2.4 正开口四边滑阀的特性,正开口四边滑阀的压力流量曲线,2、理想正开口四边滑阀的零位阀系数 流量增益： 流量-压力系数： 压力增益：,2.5 双边滑阀的静态特性,一、零开口双边滑阀的静态特性 1、零开口双边滑阀的压力流量方程 阀芯左移： 阀芯右移：,2.5 双边滑阀的静态特性,带差动液压缸的双边滑阀,无因次方程：,2、零开口双边滑阀的零位阀系数 流量增益： 流量-压力系数： 压力增益：,2、正开口双边滑阀的零位阀系数 流量增益： 流量-压力系数： 压力增益：,2.6 滑阀的受力分析,一、作用在滑阀阀芯上的液动力 1、稳态液动力,2.6 滑阀的受力分析,2、零开口四边滑阀稳态液动力 3、正开口四边滑阀稳态液动力,4、瞬态液动力,5、零开口四边滑阀瞬态液动力 6、正开口四边滑阀瞬态液动力,二、滑阀驱动力,2.7 滑阀的输出功率和效率,一、零开口四边滑阀输出功率,2.7 滑阀的输出功率和效率,二、零开口四边滑阀输出效率,2.9 喷嘴挡板阀,一、喷嘴挡板阀静态特性 结构原理：,思考题,1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 2、什么是理想滑阀?什么是实际滑阀？ 3、什么是三通阀、四通阀?什么是双边滑阀、四边滑阀?它们之间有什么关系? 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么? 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时应如何选定阀的系数？为什么？ 6、比较零开口阀与正开口阀、三通阀与四通阀的三个系数有什么异同，为什么? 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响，为什么要研究实际实际零开口滑阀的泄漏特性? 8、为什么说零开口四边滑阀的性能最好，但最难加工？ 9、什么是稳态液动力，什么是瞬态液动力？ 10、滑阀流量饱和的含义是什么?它对阀的特性有什么影响？在设计时如何避免？,思考题,11、求出零开口双边滑阀的