插装阀在汽车顶盖上的应用

插装阀在汽车顶盖上的应用

随着科学技术的发展和广泛应用，在船舶自动化设备的设计中，不仅要实现自动化设备所有已预测的功能，还要满足于能源设备本身的要求。例如，形状体积小、空间和占地面积小、重量轻、制造成本低、高流量控制、连接路径少、密封良好、内部泄漏少等。设计中合理应用液压插装阀在上述很多方面可以达到意想不到的效果。但目前在船舶液压装置设计中插装阀的应用还不广泛,多数设计人员还是习惯采用传统液压阀进行设计。下文分析插装阀及在船舶上的应用实例,以促进插装阀在船舶液压装置上合理运用并发挥其应有优势。1实际插装阀单元的设计插装阀是一种椎阀式或滑阀式的二位二通阀,也是一种用小流量控制油来控制大流量工作油液的开关式阀。它把作为主控元件的椎阀插装于油路块中,故得名插装阀。它由阀体、插件单元及可控制单元组成。插件单元配上各种先导控制机构,可以组成不同工作机能的插装阀液压系统。插装阀的组合化程度高,不同工作机能的插装元件都可组装在一个块体内,可以节省配管材料,减少管道故障,提高系统效率并且外形体积小、重量轻。采用集成块安装,故障少,维护简单。插件单元与控制单元都是系列化标准化元件,适宜大批量生产,成本低。插件本身还有很多优点,如:阀的内阻小,适宜于大流量工作;密封性好,内泄漏少,适宜于低黏度液体;阀的动作快,动态性能好,适宜于快速换向;具有一阀多功能特性,可以适应各种液压回路工作。2实际插装阀的结构插装阀的基本结构由阀体、插件单元、可控制单元三部分组成,如图1所示。1)阀体。阀体可用来安装插件单元。阀体中还设有连接插件单元的主油路A和B,以及控制油路X,一个阀体可以安放一个或多个插件单元。2)插件单元。插件单元是插装阀的基本元件,由阀套(带密封件)、阀芯和弹簧等三个主要零件组成,见图2。阀套可以插装在阀体上的标准孔内。阀芯是插件单元工作元件,有多种外形,如座式椎阀芯、帽阀式椎阀芯等。阀形可分为尾部无缓冲式和带缓冲式等形式。阀芯有常开和常闭两种结构。弹簧用来保持阀芯与阀座的紧密接触,保证阀芯的复位。3)控制盖板。控制盖板是用来固定插件单元,安装或内含先导控制阀和组件,连通阀件和插件单元,作为先导控制阀和组件的控制通道。改变控制盖板机能,可以使插装阀具有不同功能和用途。3网络连接单元的工作原理插装阀核心部件插件单元的工作原理,见图3。3.1油压力在阀芯两端表面的稳定性阀体上插件单元的A、B口液流通/断由阀芯的启闭来控制。油压力在阀芯上下两端面上所产生的用来推动阀芯启闭的控制力F按式(1)计算。式中:pAAF>0时,椎阀芯开启;F<0时,椎阀芯关闭;F=0时,椎阀芯处于浮动状态。由于A3.2油和醚的控制插件单元控制油口X的供油方式有5种:A腔供油、B腔供油、A-B腔供油、外供油和A-B腔或外供油。3.3压力控制单元不同的供油方式、不同的先导控制阀及油路连接方式,插件单元具有不同的作用,可作为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀使用。同时控制插件单元的调压、启闭、节流,可以使同一插件单元起到一阀多能的作用。例如:利用插装阀组合成压力和流量复合控制机能的方向控制回路。插装阀不仅可代替一般液压控制阀,同时由于插装阀具有综合功能,使传统的液压系统组成和结构起了很大的变化,也使液压油路设计方式从一般的单体组合方式改为综合作用的组合方式。4插装阀在船尾板控制回路的改进结合设计经验,列举几个实例来分析插装阀功能及在船舶装置液压系统上的设计应用。1)某挖泥船上定位桩控制回路(见图4)。图4a)为传统形式定位桩控制回路,图4b)为采用插装阀的定位桩控制回路。图4中明显体现了采用插装阀进行控制的合理性。定位桩是单作用液压缸,其进油(提升)需要进行控制,而回油依靠自重下落,方法是通过控制液控单向阀反向回油。为此传统的控制采用了一个小流量准10的三位四通电磁阀控制2只液控单向阀反向回油的通或断,采用了1个大流量准20的三位四通电液阀控制2只液压缸主进油回路。当采用插装阀设计时,用2只NG16插装阀和1只小流量的三位四通电磁先导阀替代了1只大流量准20的三位四通电液阀。这样通过对1只小通径三位四通电磁先导阀的控制,从而实现对液压缸大流量进油的控制,并且采用椎阀形式插装阀相比换向滑阀而言密封性好、动作快,整个阀块尺寸也更小。2)某挖泥船上左横移绞车控制回路(见图5)。图5a)为传统形式左横移绞车控制回路,图5b)为采用插装阀的左横移绞车控制回路。图5a)中主油路采用了1只大流量的三位四通电液换向阀控制油马达正反转。为了对A路的回油进行单向背压和释压时的单向制动运动控制,在主油路上安装了2个同尺寸的单向顺序阀和单向平衡阀,整个回路的控制变得复杂,且回路结构庞大。采用插装阀后,主油路只有4只插装阀,仅需对CV3)某船尾跳板主油缸控制回路(见图6)。图6a)为原设计的尾跳板主油缸控制回路,图6b)为增加插装阀的尾跳板主油缸控制回路。此例说明了利用插装阀设计可以消除故障隐患、提高液压装置的使用安全性。该船尾跳板兼作尾门,正常航行时关闭密封。图6中跳板主油缸有杆腔进油升起跳板,关闭尾门;无杆腔进油降放跳板。跳板(兼尾门)上升关闭后另外有液压锁紧钩将跳板锁紧在关闭密封状态。油缸进出油路设计双向平衡阀,保证安全。由于跳板本身自重很重,在跳板下放回路加装了1只减压阀,在下放跳板时将进入油缸无杆腔的压力由25MPa减压到15MPa。正常工作情况下,图6a)的设计是安全合理的。但该船采用图6a)设计时还是发生过一次安全事故。原因是该跳板并不经常下放使用,长时间处于关闭锁紧状态,同时连接油缸有杆腔管接头漏油,将油缸有杆腔一侧油放空。操作人员没有发现异常,照常操作,先松开跳板锁紧钩,再下放跳板,这样跳板在自重以及油缸无杆腔高压油作用下,跳板失控迅速下落,造成油缸体因冲击鼓胀变形损坏。图6b)设计在图6a)基础上进行改进设计的,在跳板主油缸无杆腔进油回路(即跳板下放回路)增加了1只NG25插装阀,在插装阀控制油路上采用了1只小通径的二位四通电磁先导阀和1只小通径的溢流阀。在下放跳板时,先导电磁阀得电,插装阀A5插装阀使用原则及分析本文针对插装阀的结构特点和功能,列举实例比较分析了插装阀在船舶液压装置上的设计思路及应用的性能优势。在船舶液压装置设计