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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、静态特征喷嘴挡板阀结构型式、工作原理、静态特征射流管阀结构型式、工作原理、静态特征滑阀受力分析滑阀输出功率及效率第1页一、按进、出阀通道数划分四通阀(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、按阀套窗口形状划分矩形、圆形、三角形等各种四、按阀芯凸肩数目划分二凸肩、三凸肩、四凸肩2.1圆柱滑阀结构型式及分类第2页五、按滑阀预开口型式划分正开口(负重合)、零开口(零重合)和负开口(正重合)第3页§预备知识:液压桥路1、液压桥路基本功效

稳态时起位移——压差转换器作用，动态时起转换器与功率放大器作用。

经过液压桥路可在阀芯端面上取得一个可控液压力，方便更加好地控制阀芯运动，取得很好稳态控制性能。第4页2、液压全桥负载第5页2、液压半桥（1）液压半桥基本类型第6页（2）液压半桥压力——流量特征曲线

第7页（3）液压半桥组成基本标准

两个液阻中，最少有一个可变液阻；可变液阻改变必须受先导输入控制信号控制；从两个液阻之间引出输出；液压半桥能够是并联；液压半桥能够是多级；第8页

（一）、滑阀压力—流量方程普通表示式2.2滑阀静态特征普通分析第9页

(1)由桥路压力平衡可得：

p1+p4=ps

p2+p3=ps

p1-p2=pL

p3-p4=pL

(2)由桥路流量平衡可得：

q1+q2=qs

q3+q4=qs

q4-q1=qL

q2-q3=qL

第10页各桥臂流量方程：

式中节流口液导：

第11页特殊条件:四个节流窗口是匹配且对称。

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：第12页由以上公式推得负载流量为：供油流量为：第13页（二）、滑阀静态特征曲线(I)阀流量特征：负载压降pL等于常数时，负载流量与阀芯位移之间关系。负载压降pL＝0时流量特征称为空载流量特征。第14页(II)阀压力特征：指负载流量qL等于常数时，负载压降与阀芯位移之间关系。通常所指压力特征是指负载流量qL＝0时压力特征。第15页(III)阀压力-流量特征：指阀芯位移一定时，负载流量与负载压降之间关系。压力—流量特征曲线族(见图2—8)则全方面描述了阀稳态特征。第16页（三）、阀线性化分析和阀系数（1）阀线性化分析阀压力-流量特征是非线性。利用线性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：第17页（2）滑阀特征系数（阀系数）①流量增益：指负载压降一定时，阀单位输入位移所引发负载流量改变大小。②流量-压力系数：指阀开度一定时，负载压降改变所引发负载流量改变大小。③压力增益：指qL＝0时阀单位输入位移所引发负载压力改变大小。第18页依据：所以有：负载压力流量线性化方程：第19页2.3零开口四边滑阀静态特征（一）、理想零开口四边滑阀静态特征

1、理想零开口四边滑阀压力—流量方程第20页阀芯左移：

阀芯右移：

合并得：第21页归一化处理得：

其中：

第22页2、理想零开口四边滑阀阀系数

流量增益：

流量-压力系数：

压力增益：第23页理想零开口四边滑阀零位阀系数

流量增益：

流量-压力系数：

压力增益：第24页

（一）、实际零开口四边滑阀静态特征

1、压力特征曲线和泄漏流量曲线第25页2、零位泄漏流量曲线第26页实际零开口四边滑阀零位阀系数

近似计算：

流量增益:

流量-压力系数：

压力增益：第27页

2.4正开口四边滑阀静态特征第28页2.4正开口四边滑阀特征

1、理想正开口四边滑阀压力—流量方程

归一化方程：第29页2.4正开口四边滑阀特征

正开口四边滑阀压力流量曲线第30页2、理想正开口四边滑阀零位阀系数

流量增益：

流量-压力系数：

压力增益：第31页2.5双边滑阀静态特征

一、零开口双边滑阀静态特征

1、零开口双边滑阀压力—流量方程

阀芯向下移动：

阀芯向上移动：

第32页2.5双边滑阀静态特征带差动液压缸双边滑阀

第33页无因次方程：第34页2、零开口双边滑阀零位阀系数

流量增益：

流量-压力系数：

压力增益：第35页2、正开口四边滑阀零位阀系数

流量增益：

流量-压力系数：

压力增益：第36页2.6滑阀受力分析一、作用在滑阀阀芯上液动力

1、稳态液动力

第37页2.6滑阀受力分析第38页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

第39页4、瞬态液动力

第40页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

第41页

二、滑阀驱动力

第42页2.7滑阀输出功率和效率一、零开口四边滑阀输出功率

第43页2.7滑阀输出功率和效率第44页

二、零开口四边滑阀输出效率

第45页液压系统回路效率(1)定量泵+溢流阀节流调速系统最高工作效率为38.5%;(液压伺服控制系统属这类)(2)由变量泵组成容积调速系统最高工作效率为66.7%;(3)采取负载敏感或负载感应或二次调整技术系统最高工作效率可超出66.7%,甚至可高达80%以上.第46页2.9喷嘴挡板阀

一、喷嘴挡板阀静态特征

结构原理：

第47页

由流量连续性方程得负载流量：

第48页压力特征曲线第49页压力——流量特征曲线

第50页二、双喷嘴挡板阀静态特征第51页

由流量连续性方程：

第52页压力——流量特征曲线第53页压力特征曲线第54页

三、

作用在挡板上液流力（一）作用在单喷嘴档板上液流力：

第55页

单喷嘴档板所受液流力：

实际上，（xf0-xf）很小，上式括号内第二项能够忽略，作用在挡板上液流力近似等于静压力pcAN.

第56页

三、

作用在挡板上液流力（一）作用在双喷嘴档板上液流力：

第57页

双喷嘴档板所受液流力：

上式第一项是喷嘴孔处静压力对挡板产生液压力，第二项近似为液动力。

第58页

2.10射流管阀（一）工作原理

第59页

2.10射流管阀（二）射流管阀静态特征1压力特征

qL=0

第60页

2.10射流管阀（二）射流管阀静态特征2流量特征

pL=0

第61页

2.10射流管阀（二）射流管阀静态特征3压力——流量特征

第62页思索题1、为何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、什么叫阀工作点？零位工作点条件是什么?5、在计算系统稳定性、响应特征和稳态误差时应怎样选定阀系数？为何？6、比较零开口阀与正开口阀、三通阀与四通阀三个系数有什么异同，为何?7、径向间隙对零开口滑阀静态特征有什么影响，为何要研究实际实际零开口滑阀泄漏特征?8、为何说零开口四边滑阀性能最好，但最难