喷喷嘴挡板阀及章小结课件

1.10喷嘴挡板阀分析与设计单喷嘴-挡板阀相当于带1个固定节流孔的正开口两通阀。喷嘴-挡板阀阀有单喷嘴-挡板阀和双喷嘴-挡板阀两种。单喷嘴-挡板阀1个控制腔，类似三通阀。?1.10喷嘴挡板阀分析与设计单喷嘴-挡板阀相当于带1个固1一、单喷嘴挡板阀分析固定阻尼孔可变阻尼孔1、稳态特性方程一、单喷嘴挡板阀分析固定阻尼孔可变阻尼孔1、稳态特性方程2一、单喷嘴挡板阀分析2、压力特性设计准则：?理论解释：零位压力灵敏度。一、单喷嘴挡板阀分析2、压力特性设计准则：?理论解释：零位压3控制体3、单喷嘴挡板阀的液动力一、单喷嘴挡板阀分析III控制体3、单喷嘴挡板阀的液动力一、单喷嘴挡板阀分析I4单喷嘴-挡板阀相当于带1个固定节流孔的正开口两通阀双喷嘴-挡板阀相当于带2个固定节流孔的正开口四通阀二、双喷嘴挡板阀分析单喷嘴-挡板阀相当于带1个双喷嘴-挡板阀相当于带2个二、双喷5二、双喷嘴挡板阀分析由挡板1、喷嘴2和3、固定节流小孔4和5等元件组成。挡板和两个喷嘴之间形成两个可变截面的节流缝隙δ1和δ2。当挡板处于中间位置时，两缝隙所形成的液阻相等，两喷嘴腔内的油压相等，缸不动。当输入信号使挡板向左偏摆时，可变缝隙δ1关小δ2开大，p1上升p2下降，缸体向左移动。当喷嘴跟随缸体移动到挡板两边对称位置时，缸运动停止。二、双喷嘴挡板阀分析由挡板1、喷嘴2和3、固定节流小61、稳态特性方程Q1Q2Q3Q41、稳态特性方程Q1Q2Q3Q47Q1Q2Q3Q41、稳态特性方程Q1Q2Q3Q41、稳态特性方程8喷喷嘴挡板阀及章小结课件9与单喷嘴压力特性分析类似，切断负载通道，即2、双喷嘴-挡板阀的压力特性与单喷嘴压力特性分析类似，切断负载通道，即2、双喷嘴-挡板阀10图1.35双喷嘴挡板阀压力特性曲线图1.35双喷嘴挡板阀压力特性曲线11设计准则无因次压力流量方程设计准则无因次压力流量方程123、无因次流量－压力特性曲线

3、无因次流量－压力特性曲线134、双喷嘴-挡板阀零位的阀系数推导线性化方程4、双喷嘴-挡板阀零位的阀系数推导线性化方程145双喷嘴挡板阀的液动力5双喷嘴挡板阀的液动力156、结构参数设计1)根据零位流量增益确定喷嘴孔直径2)确定喷嘴挡板的零位间隙3)固定节流孔直径4)其他参数6、结构参数设计1)根据零位流量增益确定喷嘴孔直径2)确16分类：单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀；特点：三通（差动缸）、四通（双作用缸）；建模分析的假设条件：是否匹配、对称；稳态特性方程：显函数、隐函数；线性化形式的求法：是否引入负载压力定义；阀系数：压力增益的大小；液动力：零位对称性。设计方法1.10喷嘴挡板阀分析与设计分类：单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀；1.10喷嘴挡板阀分析17#电液伺服阀

它能将小功率的电信号转换为大功率的液压能输出，是一种功率放大元件。它由力矩马达、喷嘴挡板式液压前置放大级和四边滑阀功率放大级三部分组成。#电液伺服阀18（1）力矩马达力矩马达由线圈1，导磁体2、3，永久磁铁4，衔铁5和弹簧管6组成。（2）前置放大级力矩马达产生的力矩很小，不能驱动四边控制滑阀，因此必须利用喷嘴挡板结构先进行力的放大。（3）功率放大级功率放大级由阀芯12和阀体组成。其功能是将前置放大级输入的滑阀位移信号进一步放大，实现控制功率的转换和放大。（1）力矩马达191.9液压控制阀的功率与效率1.9液压控制阀的功率与效率20液压放大元件能将输入位移(机械量)转换并放大为具有一定压力的液体流量。

小结流量与压力的乘积即功率，因此也可以说液压放大元件所输出的就是具有一定功率的液压信号。液压放大元件也是控制液体流量的大小及方向的控制元件，通常称为(液压)阀，如：滑阀、挡板阀等。机械功率FV液压功率pQ小大伺服阀是液压伺服系统核心元件，其作用将各种小功率输入信号转换成功率较大的液压输出量，用以控制执行元件的动作。按照输入信号及转换器类型分为机液伺服阀、电液伺服阀和气液伺服阀。

液压放大元件能将输入位移(机械量)转换并放大211机液伺服阀（1）滑阀在零位时有三种开口形式即：负开口（正遮盖或正重叠）、零开口（零遮盖或零重叠）和正开口（负遮盖或负重叠）。

小结零开口正开口负开口ZEROLIPUNDERLIPOVERLIP零重叠负重叠正重叠1机液伺服阀小结零开口正开口负开口ZERO22不同开口形式的流量增益不同开口形式的流量增益23一、按进、出阀的通道数划分四通阀三通阀二通阀二、按滑阀的工作边数划分四边滑阀双边滑阀单边滑阀三、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、四凸肩圆柱滑阀的结构型式及分类一、按进、出阀的通道数划分圆柱滑阀的结构型式及分类24

滑阀的面积梯度及部分开口，可全周开口、开方孔、开园孔开圆孔展开图开方孔全周开口滑阀的面积梯度及部分开口，可全周开口、开方孔、开园孔开25零开口四通滑阀的稳态特性能表示Q、A及Δp三者间关系的方程就是滑阀的特性方程，而只研究稳态关系的就叫做稳态特性（静特性）。3142pSQLQ1Q3Tp2p1(b)液压桥pSTABXv124p13p2QLQL(a)结构原理图pSTABXv124p13p2QLQLA零开口四通滑阀的稳态特性能表示Q、A及Δp26将流量方程在某一工作点(QL1、xv1、pL1)附近全微分，可得在此工作点处的流量方程:Kq——流量增益，或流量放大系数，表示负载压力pL不变时，当阀芯位移xv，有微小增量时所引起的流量增量；Kc——压力流量系数，表示阀芯位移不变时负载压力增量与负载流量增量之间的关系，也称阀刚度。零开口四通滑阀的稳态特性方程线性化将流量方程在某一工作点(QL1、xv1、pL27QL/QLmax0.81.0=xv/xvmax0.81.2-1.2-0.8-0.8-0.4-0.40.40.40.2-0.2000pL/ps-0.80.8-0.40.40.6-0.6-1.0ⅣⅡⅢⅠ零开口四通滑阀压力-流量曲线曲线是非线性的!

QL/QLmax0.81.0=xv/xvmax0.81.2-28零开口四通滑阀的阀系数零开口四通滑阀的阀系数29零开口四通滑阀的零位阀系数零开口四通滑阀的零位阀系数30（1）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力

滑阀的力特性

液流经过阀口时，由于流动方向和流速的改变，阀芯上会受到稳态液动力。因沿阀芯径向的分力互相抵消了，只剩下沿阀芯轴线方向的稳态液动力。

作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液动力

（1）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力滑阀的力特性31稳态液动力指向阀口关闭的方向稳态液动力相当于弹性力稳态液动力指向阀口关闭的方向稳态液动力相当于弹性力32瞬态液动力方向：与加速液体的加速度方向相反；性质：粘性力，阻尼作用；正负阻尼长度概念；滑阀设计的基本要求：L1>L2（2）作用在圆柱滑阀上的瞬态液动力

瞬态液动力方向：与加速液体的加速度方向相反；（2）作用在圆柱331、流量增益Kq，正开口是零开口的2倍，正开口是带固定节流孔阀的2倍，半桥与全桥相等（因左右半桥流量相等）2倍12KqKcKqKc等价动态物理模型动态数学模型三通阀、四边阀静特性比较1、流量增益Kq，正开口是零开口的2倍，正开口是带固2倍1234远大于122、零位压力流量系数Kc0，正开口远大于零开口，半桥是全桥的2倍KqKcKqKc等价动态物理模型动态数学模型三通阀、四边阀静特性比较远大于122、零位压力流量系数Kc0，正开口远大于零开口，半353、压力增益Kp，正开口远小于零开口，半桥是全桥一半2倍远大于三通阀、四边阀静特性比较3、压力增益Kp，正开口远小于零开口，半桥是全桥一半2倍远大36分类：单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀；特点：三通（差动缸）、四通（双作用缸）；建模分析的假设条件：是否匹配、对称；稳态特性方程：显函数、隐函数；线性化形式的求法：是否引入负载压力定义；阀系数：压力增益的大小；液动力：零位对称性。设计方法喷嘴挡板阀分类：单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀；喷嘴挡板阀37QL/QLmax0.81.0=xv/xvmax0.81.2-1.2-0.8-0.8-0.4-0.40.40.40.2-0.2000pL/ps-0.80.8-0.40.40.6-0.6-1.0QL/QLmax0.81.0=xv/xvmax0.81.2-381.10喷嘴挡板阀分析与设计单喷嘴-挡板阀相当于带1个固定节流孔的正开口两通阀。喷嘴-挡板阀阀有单喷嘴-挡板阀和双喷嘴-挡板阀两种。单喷嘴-挡板阀1个控制腔，类似三通阀。?1.10喷嘴挡板阀分析与设计单喷嘴-挡板阀相当于带1个固39一、单喷嘴挡板阀分析固定阻尼孔可变阻尼孔1、稳态特性方程一、单喷嘴挡板阀分析固定阻尼孔可变阻尼孔1、稳态特性方程40一、单喷嘴挡板阀分析2、压力特性设计准则：?理论解释：零位压力灵敏度。一、单喷嘴挡板阀分析2、压力特性设计准则：?理论解释：零位压41控制体3、单喷嘴挡板阀的液动力一、单喷嘴挡板阀分析III控制体3、单喷嘴挡板阀的液动力一、单喷嘴挡板阀分析I42单喷嘴-挡板阀相当于带1个固定节流孔的正开口两通阀双喷嘴-挡板阀相当于带2个固定节流孔的正开口四通阀二、双喷嘴挡板阀分析单喷嘴-挡板阀相当于带1个双喷嘴-挡板阀相当于带2个二、双喷43二、双喷嘴挡板阀分析由挡板1、喷嘴2和3、固定节流小孔4和5等元件组成。挡板和两个喷嘴之间形成两个可变截面的节流缝隙δ1和δ2。当挡板处于中间位置时，两缝隙所形成的液阻相等，两喷嘴腔内的油压相等，缸不动。当输入信号使挡板向左偏摆时，可变缝隙δ1关小δ2开大，p1上升p2下降，缸体向左移动。当喷嘴跟随缸体移动到挡板两边对称位置时，缸运动停止。二、双喷嘴挡板阀分析由挡板1、喷嘴2和3、固定节流小441、稳态特性方程Q1Q2Q3Q41、稳态特性方程Q1Q2Q3Q445Q1Q2Q3Q41、稳态特性方程Q1Q2Q3Q41、稳态特性方程46喷喷嘴挡板阀及章小结课件47与单喷嘴压力特性分析类似，切断负载通道，即2、双喷嘴-挡板阀的压力特性与单喷嘴压力特性分析类似，切断负载通道，即2、双喷嘴-挡板阀48图1.35双喷嘴挡板阀压力特性曲线图1.35双喷嘴挡板阀压力特性曲线49设计准则无因次压力流量方程设计准则无因次压力流量方程503、无因次流量－压力特性曲线

3、无因次流量－压力特性曲线514、双喷嘴-挡板阀零位的阀系数推导线性化方程4、双喷嘴-挡板阀零位的阀系数推导线性化方程525双喷嘴挡板阀的液动力5双喷嘴挡板阀的液动力536、结构参数设计1)根据零位流量增益确定喷嘴孔直径2)确定喷嘴挡板的零位间隙3)固定节流孔直径4)其他参数6、结构参数设计1)根据零位流量增益确定喷嘴孔直径2)确54分类：单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀；特点：三通（差动缸）、四通（双作用缸）；建模分析的假设条件：是否匹配、对称；稳态特性方程：显函数、隐函数；线性化形式的求法：是否引入负载压力定义；阀系数：压力增益的大小；液动力：零位对称性。设计方法1.10喷嘴挡板阀分析与设计分类：单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀；1.10喷嘴挡板阀分析55#电液伺服阀

它能将小功率的电信号转换为大功率的液压能输出，是一种功率放大元件。它由力矩马达、喷嘴挡板式液压前置放大级和四边滑阀功率放大级三部分组成。#电液伺服阀56（1）力矩马达力矩马达由线圈1，导磁体2、3，永久磁铁4，衔铁5和弹簧管6组成。（2）前置放大级力矩马达产生的力矩很小，不能驱动四边控制滑阀，因此必须利用喷嘴挡板结构先进行力的放大。（3）功率放大级功率放大级由阀芯12和阀体组成。其功能是将前置放大级输入的滑阀位移信号进一步放大，实现控制功率的转换和放大。（1）力矩马达571.9液压控制阀的功率与效率1.9液压控制阀的功率与效率58液压放大元件能将输入位移(机械量)转换并放大为具有一定压力的液体流量。

小结流量与压力的乘积即功率，因此也可以说液压放大元件所输出的就是具有一定功率的液压信号。液压放大元件也是控制液体流量的大小及方向的控制元件，通常称为(液压)阀，如：滑阀、挡板阀等。机械功率FV液压功率pQ小大伺服阀是液压伺服系统核心元件，其作用将各种小功率输入信号转换成功率较大的液压输出量，用以控制执行元件的动作。按照输入信号及转换器类型分为机液伺服阀、电液伺服阀和气液伺服阀。

液压放大元件能将输入位移(机械量)转换并放大591机液伺服阀（1）滑阀在零位时有三种开口形式即：负开口（正遮盖或正重叠）、零开口（零遮盖或零重叠）和正开口（负遮盖或负重叠）。

小结零开口正开口负开口ZEROLIPUNDERLIPOVERLIP零重叠负重叠正重叠1机液伺服阀小结零开口正开口负开口ZERO60不同开口形式的流量增益不同开口形式的流量增益61一、按进、出阀的通道数划分四通阀三通阀二通阀二、按滑阀的工作边数划分四边滑阀双边滑阀单边滑阀三、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、四凸肩圆柱滑阀的结构型式及分类一、按进、出阀的通道数划分圆柱滑阀的结构型式及分类62

滑阀的面积梯度及部分开口，可全周开口、开方孔、开园孔开圆孔展开图开方孔全周开口滑阀的面积梯度及部分开口，可全周开口、开方孔、开园孔开63零开口四通滑阀的稳态特性能表示Q、A及Δp三者间关系的方程就是滑阀的特性方程，而只研究稳态关系的就叫做稳态特性（静特性）。3142pSQLQ1Q3Tp2p1(b)液压桥pSTABXv124p13p2QLQL(a)结构原理图pSTABXv124p13p2QLQLA零开口四通滑阀的稳态特性能表示Q、A及Δp64将流量方程在某一工作点(QL1、xv1、pL1)附近全微分，可得在此工作点处的流量方程:Kq——流量增益，或流量放大系数，表示负载压力pL不变时，当阀芯位移xv，有微小增量时所引起的流量增量；Kc——压力流量系数，表示阀芯位移不变时负载压力增量与负载流量增量之间的关系，也称阀刚度。零开口四通滑阀的稳态特性方程线性化将流量方程在某一工作点(QL1、xv1、pL65QL/QLmax0.81.0=xv/xvmax0.81.2-1.2-0.8-0.8-0.4-0.40.40.40.2-0.2000pL/ps-0.80.8-0.40.40.6-0.6-1.0ⅣⅡⅢⅠ零开口四通滑阀压力-流量曲线曲线是非线性的!

QL/QLmax0.81.0=xv/xvmax0.81.2-66零开口四通滑阀的阀系数零开口四通滑阀的阀系数67零开口四通滑阀的零位阀系数零开口四通滑阀的零位阀系数68（1）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力

滑阀的力特性

液流经过阀口时，由于流动方向和流速的改变，阀芯上会受到稳态液动力。因沿阀芯径向的分力互相抵消了，只剩下沿阀芯轴线方向的稳态液动力。

作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液动力

（1）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力滑阀的力特性69稳态液动