单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,I II,控制体3、单喷嘴挡板阀的液动力一、单喷嘴挡板阀分析I,4,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,1,和,2,。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,1,关小,2,开大，,p,1,上升,p,2,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,6,1、稳态特性方程,Q1,Q2,Q3,Q4,1、稳态特性方程Q1Q2Q3Q4,7,Q1,Q2,Q3,Q4,1、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,12,3、,无因次流量压力特性曲线,3、无因次流量压力特性曲线,13,4、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,14,5 双喷嘴挡板阀的液动力,5 双喷嘴挡板阀的液动力,15,6、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,19,1.9 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,21,1 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,ZERO LIP,UNDER LIP,OVER LIP,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ZERO,22,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,p,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）。,3,1,4,2,p,S,Q,L,Q,1,Q,3,T,p,2,p,1,(b)液压桥,p,S,T,A,B,X,v,1,2,4,p,1,3,p,2,Q,L,Q,L,(a)结构原理图,p,S,T,A,B,X,v,1,2,4,p,1,3,p,2,Q,L,Q,L,A,零开口四通滑阀的稳态特性 能表示Q、A及p,26,将流量方程在某一工作点(,Q,L1,、,x,v1,、,p,L1,)附近全微分，可得在此工作点处的流量方程:,K,q,流量增益，或流量放大系数，表示负载压力,p,L,不变时，,当阀芯位移,x,v,，有微小增量时所引起的流量增量；,K,c,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、pL,27,Q,L,/,Q,Lmax,0.8,1.0=,x,v,/,x,vmax,0.8,1.2,-,1.2,-,0.8,-,0.8,-,0.4,-,0.4,0.4,0.4,0.2,-,0.2,0,0,0,p,L,/,p,s,-,0.8,0.8,-,0.4,0.4,0.6,-,0.6,-,1.0,零开口四通滑阀压力-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：L1L2,（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,33,1、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,1,2,K,q,K,c,K,q,K,c,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12,34,远大于,1,2,2、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,K,q,K,c,K,q,K,c,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,35,3、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,37,Q,L,/,Q,Lmax,0.8,1.0=,x,v,/,x,vmax,0.8,1.2,-,1.2,-,0.8,-,0.8,-,0.4,-,0.4,0.4,0.4,0.2,-,0.2,0,0,0,p,L,/,p,s,-,0.8,0.8,-,0.4,0.4,0.6,-,0.6,-,1.0,QL/QLmax0.81.0=xv/xvmax0.81.2-,38,