液压放大元件

1、1)1)了解液压控制阀的结构形式及分类方法了解液压控制阀的结构形式及分类方法2)2)掌握掌握3)3)了解掌握机液伺服阀、电液伺服阀、电液比例阀分类及应用场合。了解掌握机液伺服阀、电液伺服阀、电液比例阀分类及应用场合。4)4)5)5)掌握滑阀的受力分析和计算方法掌握滑阀的受力分析和计算方法6)6)掌握掌握。7)7)掌握掌握8)8)掌握掌握9)9)了解其他类型的电液伺服阀的原理和结构了解其他类型的电液伺服阀的原理和结构10)10)了解滑阀位置反馈，负载流量反馈，负载压力反馈的基本概念。了解滑阀位置反馈，负载流量反馈，负载压力反馈的基本概念。按机液伺服阀、电液伺服阀、电液比例阀分类并说明功能及应用场

2、合）液压放大器，以机械运动来控制流体动力传输的元件。液压放大器，以机械运动来控制流体动力传输的元件。具有具有结构简单、单位体积输出功率大、工作可靠和动态性能好等结构简单、单位体积输出功率大、工作可靠和动态性能好等优点，优点，在在液压伺服系统中广泛应用。液压伺服系统中广泛应用。滑阀滑阀、喷嘴挡板阀和射流管阀等、喷嘴挡板阀和射流管阀等。结构形式、工作原理、静态特性及设计准则结构形式、工作原理、静态特性及设计准则一、按进、出阀的通道数划分一、按进、出阀的通道数划分四通阀四通阀(图图2-1a、b、c、d)三通阀三通阀(图图2-1e)二通阀二通阀(图图2-1f)二、按滑阀的工作边数划分二、按滑阀的工作边

3、数划分四边滑阀四边滑阀(图图2-1a、b、c)双边滑阀双边滑阀(图图2-1d、e)单边滑阀单边滑阀(图图2-1f)三、按阀套窗口的形状划分三、按阀套窗口的形状划分矩形、圆形、三角形等多种矩形、圆形、三角形等多种四、按阀芯的凸肩数目划分四、按阀芯的凸肩数目划分二凸肩、三凸肩、四凸肩二凸肩、三凸肩、四凸肩五、按滑阀的预开口型式划分五、按滑阀的预开口型式划分正开口正开口(负重叠负重叠)、零开口、零开口(零重叠零重叠)、负开口、负开口(正重叠正重叠) 五、按滑阀的预开口型式划分五、按滑阀的预开口型式划分正开口正开口(负重叠负重叠)零开口零开口(零重叠零重叠)负开口负开口(正重叠正重叠) 图2.4 滑阀

4、阀口形状(a) 通油槽为整周开槽 (b)通油槽为方孔 （c）通油槽为圆孔。dvxvxvxv(a)(b)（c）vxAW 是变化的W开园孔开园孔nLW 展开图开方孔开方孔vdW 全周开口全周开口 land滑阀典型结构原理图 滑阀典型结构原理图（a）两凸肩四通滑阀 （D） 三凸肩负开口四通滑阀（E） 三凸肩正开口四通滑阀 不论凸肩数有多少，也不管是三通或四通的阀，都可以做成正不论凸肩数有多少，也不管是三通或四通的阀，都可以做成正开口、负开口或零开口的。开口、负开口或零开口的。（C） 四凸肩零开口四通滑阀（C） 四凸肩零开口四通滑阀（C） 四凸肩零开口四通滑阀（D） 三凸肩零开口四通滑阀（D） 三凸肩

5、四通滑阀（D） 三凸肩四通滑阀（E） 三凸肩四通滑阀（E） 三凸肩正开口四通滑阀（F） 三凸肩四通滑阀(b)液压桥(a)结构原理图A 它表示滑阀的它表示滑阀的工作能力和性能工作能力和性能，对液压伺服系统的静、动，对液压伺服系统的静、动态特性计算具有重要意义。态特性计算具有重要意义。阀的静态特性可用方程、曲线或特性参数阀的静态特性可用方程、曲线或特性参数( () )表示。表示。静态特性曲线和阀的系数的获得：静态特性曲线和阀的系数的获得： 1 1）可从实际的阀测出）可从实际的阀测出 2 2）对许多结构的阀也可以用解析法推导出压力）对许多结构的阀也可以用解析法推导出压力- -流量方程。流量方程。 四

6、边滑阀及等效桥路四边滑阀及等效桥路 在推导压力在推导压力流量方程时，作以下假设：流量方程时，作以下假设：1) 1) 液压能源是理想的恒压源，液压能源是理想的恒压源，。另外，假。另外，假设设。2) 2) 。3) 3) 假定假定。因为考虑的是稳态情况，液体。因为考虑的是稳态情况，液体密度变化量很小。密度变化量很小。4) 4) 假定阀假定阀。式中节流口液导：式中节流口液导：负载压降等于常数时，负载压降等于常数时，负载压降负载压降pL0时的流量特性称时的流量特性称为空载流量特性。为空载流量特性。负载流量等于常数时，负载流量等于常数时，通常所指的压力特性是指负载通常所指的压力特性是指负载 流量流量qL0

7、时的压力特时的压力特性性 即能满足系统即能满足系统 设计要求。设计要求。 阀芯位移一定时，负载流量阀芯位移一定时，负载流量与负载压降之间的关系。压与负载压降之间的关系。压力力流量特性曲线族可全面描流量特性曲线族可全面描述阀的稳态述阀的稳态特性特性。 阀的压力阀的压力- -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，须将这个方程线性化。析时，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利用负载压力流量方程将其在某一特定工作点作点附近展成台劳级数可得：附近展成台劳级数可得： 指负载压降一定时，指负载压降一定时，阀单位输入位

8、移阀单位输入位移 所引起的所引起的负载流量变化的大小。负载流量变化的大小。 指阀开度一定时，指阀开度一定时，负载压降变化所引负载压降变化所引起的负载流起的负载流量变化大小。量变化大小。 指指qL0时，时，阀单位输入位移所引起阀单位输入位移所引起 的负载压力的负载压力变化的大小。变化的大小。 ： 阀的三个系数是表示阀静态特性的三个性能参数。在确定系阀的三个系数是表示阀静态特性的三个性能参数。在确定系统的稳定性、响应特性和稳态误差时非常重要。统的稳定性、响应特性和稳态误差时非常重要。表示阀控执行元件组合起动大惯量或大摩擦力表示阀控执行元件组合起动大惯量或大摩擦力负载的能力。负载的能力。直接影响阀控

9、执行元件直接影响阀控执行元件( (液压动力元液压动力元件件) )的阻尼比和速度刚度。的阻尼比和速度刚度。直接影响系统的开环增益，因而对系统直接影响系统的开环增益，因而对系统的稳定性、响应特性、稳态误差有直接影响。的稳定性、响应特性、稳态误差有直接影响。 阀的阀的系数值系数值随阀的工作点而变。随阀的工作点而变。压力压力流量特性的原点对系统稳定性来说是最关键的一点。流量特性的原点对系统稳定性来说是最关键的一点。一个系统在这一个系统在这点能稳定工作，则在其它的工作点也能稳定工点能稳定工作，则在其它的工作点也能稳定工作。作。最重要的工作点是最重要的工作点是，因为反馈控制系，因为反馈控制系统经常在原点附

10、近工作。而此处阀的统经常在原点附近工作。而此处阀的一、理想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一、理想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x0时一、理想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一、理想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 一、零开口四边阀的压力一、零开口四边阀的压力-流量特性方程流量特性方程/)(2/)(0LSvdLLSvPPWxCQPPPx阀口压差时 x0时时 x67 xvmax;2、 xvmax约为约为0.10.5;3、保持凸肩为锐边，间隙为、保持凸肩为锐边，间隙为0.3微米。微米。喷嘴喷嘴-挡板阀

11、阀有挡板阀阀有单喷嘴单喷嘴-挡板阀挡板阀和和双喷嘴双喷嘴-挡板阀挡板阀两种。两种。单喷嘴单喷嘴-挡板阀相当于带挡板阀相当于带1个个固定节流孔的正开口三通阀固定节流孔的正开口三通阀双喷嘴双喷嘴-挡板阀挡板阀相当于带相当于带2个个固定节流孔的正开口四通阀固定节流孔的正开口四通阀二、双喷嘴挡板阀的静态特性二、双喷嘴挡板阀的静态特性 一、双喷嘴一、双喷嘴-挡板阀的压力挡板阀的压力-流量特性流量特性4321QQQQQL流量关系)()(),()(04030201xxdAAAdxxdAAAnnn固定节流孔面积为喷孔直径固定节流孔面积各阀口节流面积/)(2/)(2)(/)(2)(/)(2)(200103410

12、10021PPACPPxxdCQQQPPxxdCPPACQQQSdSndfLSndfSdL隐函数特性方程/)(2)(/)(2/)(2)(/)(210420031021001PPxxdCQPPACQPPxxdCQPPACQSndfSdSndfSd阀口流量方程Q1Q2Q3Q42022012010)1(1)1(12/0 xxPPxxPPPPPQSSSL且令 二、双喷嘴二、双喷嘴-挡板阀的压力特性挡板阀的压力特性xxPPPxxPxxPPxxPxxPPxfPPPSSLSSLSSLL0002020212)21(1)21(1)1(1)1(1)(阀阀vxLP？Q LKpvxLP1/KcLQ00 xPKSP00

13、00000/xPKPxKPPxdCKPdCKSPSqSSndfCSndfq零位压力增益零位压力流量系数零位流量增益 三、双喷嘴三、双喷嘴-挡板阀零位的阀系数挡板阀零位的阀系数SdfffLnSdfLnPxCkxkPdFxPxCPdFF0220228)4()8()4(弹簧刚度双喷嘴挡板阀的液动力液动弹簧力静压力xkPdFfLn)4(21、为防止流量饱和，、为防止流量饱和， x0=dn /16;2、 x0约为约为0.1, d00.5。射流管阀一般用先导级射流管阀一般用先导级作为压力放大器用作为压力放大器用阀系数由实验确定阀系数由实验确定1、射流管阀只有一个喷、射流管阀只有一个喷孔堵塞后孔堵塞后“事故归零事故归零”；