比例閥溢流閥詳細(xì)介紹

1、直動(dòng)式比例溢流閥直動(dòng)式比例溢流閥的工作原理及結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3-2,。這是一種帶位置電反饋的雙彈簧結(jié)構(gòu)的直動(dòng)式溢流閥。它于手調(diào)式直動(dòng)溢流閥的功能完全一樣。其主要區(qū)別是用比例電磁鐵取代了手動(dòng)彈簧力調(diào)節(jié)組件。如圖3-2a所示，它主要包括閥體6，帶位置傳感器1、比例電磁鐵2、閥座7、閥芯5及調(diào)壓彈簧4等主要零件。當(dāng)電信號(hào)輸入時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生相應(yīng)的電磁力，通過(guò)彈簧座3加在調(diào)壓彈簧4和閥芯上，并對(duì)彈簧預(yù)壓縮。此預(yù)壓縮量決定了溢流壓力。而壓縮量正比輸入電信號(hào)，所以溢流壓力也正比于輸入電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的比例控制。彈簧座德實(shí)際位置由差動(dòng)變壓器式位移傳感器1檢測(cè)，實(shí)際值被反饋到輸入端與輸入值進(jìn)行比較，當(dāng)出現(xiàn)誤差就由電控

2、制器產(chǎn)生信號(hào)加以糾正。由圖3-2b所示的結(jié)構(gòu)框圖可見(jiàn)，利用這種原理，可排除電磁鐵摩擦的影響，從而較少遲滯和提高重復(fù)精度等因素會(huì)影響調(diào)壓精度。顯然這是一種屬于間接檢測(cè)的反饋方式。a b 圖3-2 帶位置電反饋的直動(dòng)式溢流閥a） 工作原理及結(jié)構(gòu) b）結(jié)構(gòu)框圖 1位移傳感器 2比例電磁鐵 3彈簧座 4調(diào)壓彈簧 5閥芯 6閥體 7閥座 8調(diào)零螺釘普通溢流閥可以靠不同剛度的調(diào)壓彈簧來(lái)改變壓力等級(jí)，而比例溢流閥卻不能。由于比例電磁鐵的推力是一定的，所以不同的等級(jí)要靠改變閥座的孔徑來(lái)獲得。這就使得不同壓力等級(jí)時(shí)，其允許的最大溢流量也不相同。根據(jù)壓力等級(jí)不同，最大過(guò)流量為210L/min。閥的最大設(shè)定壓力就是

3、閥的額定工作壓力，而設(shè)定最低壓力與溢流量有關(guān)。這種直動(dòng)式的溢流閥除在小流量場(chǎng)合下單獨(dú)作用，作為調(diào)節(jié)元件外，更多的是作為先導(dǎo)式溢流閥或減壓閥的先導(dǎo)閥用。另外，位于閥底部德調(diào)節(jié)螺釘8，可在一定范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)溢流閥的工作零位。先導(dǎo)式比例溢流閥1. 結(jié)構(gòu)及工作原理圖3-3所示為一種先導(dǎo)式比例溢流閥的結(jié)構(gòu)圖。它的上部位先導(dǎo)級(jí)6，是一個(gè)直動(dòng)式比例溢流閥。下部為主閥級(jí)11，中部帶有一個(gè)手調(diào)限壓閥10，用于防止系統(tǒng)過(guò)載。當(dāng)比例電磁鐵9通有輸入信號(hào)電流時(shí)，它施加一個(gè)直接作用在先導(dǎo)閥芯8上。先導(dǎo)壓力油從內(nèi)部先導(dǎo)油口（取下螺堵13）或從外部先導(dǎo)油口X處進(jìn)入，經(jīng)流道口和節(jié)流3后分成兩股，一股經(jīng)節(jié)流孔5作用在先導(dǎo)閥芯7上

4、，另一股經(jīng)節(jié)流孔4作用在閥芯撒謊女上部。只要A油口壓的壓力不足以使導(dǎo)閥打開(kāi)，主閥芯的上下腔的壓力就保持相等，從而主閥芯保持關(guān)閉狀態(tài)。這是因?yàn)橹鏖y芯上下有效面積相等，從而主閥芯保持關(guān)閉狀態(tài)。這是因?yàn)橹鏖y芯上下有效面積相等，而上面有一個(gè)軟彈簧向下施加一個(gè)力，使閥芯關(guān)閉。當(dāng)主閥芯是錐閥，它既小又輕，要求的行程也很小，所以這種閥的響應(yīng)很快。閥套上有三個(gè)徑向分布的油孔，當(dāng)閥開(kāi)啟時(shí)使油流分散流走，大大減少噪聲。節(jié)流孔4起動(dòng)態(tài)壓力發(fā)虧作用，提高閥芯的穩(wěn)定性。 圖3-3 先導(dǎo)式比例溢流閥 1先導(dǎo)油流道 2主閥彈簧 3.、4、5節(jié)流口 6先導(dǎo)閥 7外泄口 8先導(dǎo)閥芯 9比例電磁鐵 10安全閥 11主閥級(jí) 12主

5、閥芯 13內(nèi)部先導(dǎo)油口螺堵 A進(jìn)油口 B出油口 X外部先導(dǎo)油口 Y外部先導(dǎo)卸油口與傳統(tǒng)的先導(dǎo)式溢流閥不同，比例溢流閥的壓力等級(jí)的獲得是靠改變先導(dǎo)閥的閥座孔徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這點(diǎn)與比例直動(dòng)式溢流閥完全相同。較大的閥座孔徑對(duì)應(yīng)著較低的壓力等級(jí)。小閥座孔徑可獲得較高的額定值。閥座的孔徑通常由制造廠根據(jù)閥座的壓力等級(jí)在制造時(shí)已經(jīng)確定。 圖3-4 先導(dǎo)式比例溢流閥原理框架圖從圖3-4所示的原理框架圖可以看出。閥座孔的面積A用來(lái)檢測(cè)主閥芯上腔的壓力P，當(dāng)PA的積大于電磁力Fm時(shí)，導(dǎo)閥開(kāi)啟，進(jìn)而主閥開(kāi)啟，間接控制主壓力PA.,顯然Px屬于中間變量,這種溢流閥的檢測(cè)方式屬于間接檢測(cè)方式。從圖中可見(jiàn)，主閥在小閉環(huán)之外

6、，主閥中的各種干擾量，例如摩擦。液動(dòng)力等的都會(huì)影響都得不到抑制，比例電磁鐵也在閉環(huán)之外。所以其壓力偏差和超調(diào)量都較大，常達(dá)15%以上。改進(jìn)辦法可以采用直接檢測(cè)方式。2. 比例溢流閥的主要性能參數(shù)1） 靜態(tài)特性 圖3-5 溢流閥的靜態(tài)特性曲線a）設(shè)定壓力與輸入電流的關(guān)系曲線 b)最低設(shè)定壓力與 流量關(guān)系曲線 c）壓差流量特性比例溢流閥的靜態(tài)特性主要由三條特性曲線來(lái)表示，見(jiàn)圖3-5.一條為設(shè)定壓力PA與輸入電流I之間的關(guān)系曲線，稱為控制特性曲線，還有一條是溢流閥的前后壓差與流量的關(guān)系曲線。從此圖中可以確定溢流閥的主要性能參數(shù)；最高，最低設(shè)定壓力、滯環(huán)、線性度以及穩(wěn)態(tài)調(diào)壓偏差等壓力特性。這些性能數(shù)據(jù)

7、時(shí)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。2） 動(dòng)態(tài)特性比例溢流閥的動(dòng)態(tài)特性一般用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)曲線來(lái)表示（圖3-6）。從階躍響應(yīng)曲線可以找到滯后時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間ts及超調(diào)量（見(jiàn)圖3-6a）。頻率特性曲線可以找出最高工作頻率或頻寬。 a b 圖3-6 比例溢流閥的動(dòng)態(tài)特性曲線 a）單位階躍響應(yīng)曲線 b）頻率響應(yīng)曲線3.3.2 定差減壓型比例調(diào)速閥 在比例節(jié)流閥中，受控量只是節(jié)流口的面積。但經(jīng)節(jié)流口的流量還與節(jié)流口的前后壓差有關(guān)，為了補(bǔ)償由于負(fù)載而引起的流量偏差，需要利用壓力補(bǔ)償控制原理來(lái)保持節(jié)流口前后壓差恒定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的單參數(shù)控制。將直動(dòng)式比例節(jié)流閥與具有壓力補(bǔ)償功能的定差減壓閥組合在一起，就構(gòu)成了直動(dòng)式比例

8、調(diào)速閥。因?yàn)樗窃趥鹘y(tǒng)的調(diào)速閥。因?yàn)樗窃趥鹘y(tǒng)的調(diào)速閥的基礎(chǔ)加上比例電磁鐵構(gòu)成，又稱傳統(tǒng)型的比例調(diào)速閥，或因它只有兩個(gè)主油口，又稱為二通比例調(diào)速閥。在圖3-15中，壓力補(bǔ)償?shù)臏p壓閥位于主節(jié)流口的上游，且與主節(jié)流口串聯(lián)。它由一個(gè)軟彈簧保持在開(kāi)啟位置上。比例節(jié)流閥無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，也由一個(gè)軟彈簧保持關(guān)閉。當(dāng)比例電磁鐵接收到輸入信號(hào)后，產(chǎn)生電磁力直接作用子啊閥芯上，使閥芯向下壓縮彈簧，打開(kāi)閥口使液流 從A口流向B口。閥的開(kāi)度與控制電流對(duì)應(yīng)，必要時(shí)可以加上一個(gè)位移傳感器，提供位置反饋，可使開(kāi)度控制更為準(zhǔn)確。壓力補(bǔ)償?shù)墨@得是靠把節(jié)流口的前后壓差反饋到減壓閥芯的兩端，經(jīng)減壓閥的調(diào)節(jié)作用，近似使節(jié)流口前后壓差P

9、保持恒定，從圖中可以看出 P=PA-PB=FS/A式中 FS 彈簧預(yù)壓縮力；A減壓閥芯截面積。二通比例調(diào)速閥中，常常內(nèi)置幾個(gè)單向閥，使適應(yīng)反向自由流動(dòng)的需要，使流量從B流向A油口。圖3-16所示這種二通比例調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)圖。行程限制器的作用是限制減壓閥的最大開(kāi)口量h（見(jiàn)圖3-15）。節(jié)流口的位置由輸入信號(hào)給定位置偏差由傳感器檢測(cè)，而偏差通過(guò)電控器來(lái)糾正，節(jié)流口7的壓降由壓力補(bǔ)償閥來(lái)保持恒定。圖3-15 比例調(diào)速閥工作原理簡(jiǎn)圖1定差減壓閥 2比例節(jié)流閥 3單向閥這種比例調(diào)速閥的缺點(diǎn)是當(dāng)節(jié)流口部分打開(kāi)時(shí)有較大的起動(dòng)流量超調(diào)。這是因?yàn)槠饎?dòng)前，在彈簧力的作用下減壓口處于最大開(kāi)度。當(dāng)加上階躍信號(hào)時(shí)，減壓閥

10、來(lái)不及做出反應(yīng)，由于沒(méi)有減壓損失，使P1=P2 ,供油壓全部加在節(jié)流口上，使通過(guò)的流量有很大的超調(diào)，導(dǎo)致前沖現(xiàn)象?？朔姆椒ㄓ邢拗茰p壓閥的最大開(kāi)啟量；避免節(jié)流口的部分打開(kāi)，或者利用液壓的方法將壓力補(bǔ)償器鎖定都能有效地克服起動(dòng)時(shí)的跳動(dòng)現(xiàn)象。圖3-17 帶液壓鎖定的比例調(diào)速閥a）液壓連接圖 b）結(jié)構(gòu)原理圖 1螺塞 2壓力補(bǔ)償閥芯 3閥體 4控制節(jié)流口 5位置型比例電磁鐵 6單向閥 7阻尼孔 8換向閥圖3-17所示為一種壓力補(bǔ)償器與主節(jié)流閥直線布置的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)液壓的方法，在起動(dòng)前鎖定壓力補(bǔ)償閥芯，避免起動(dòng)沖擊。該閥主要包括閥體3，控制節(jié)流口4，比例電磁鐵5，單向閥6及壓力補(bǔ)償閥2。要求流量由電位器設(shè)定。為了減小在節(jié)流口4部分打開(kāi)時(shí)的起動(dòng)沖擊，采取了起動(dòng)前把補(bǔ)償閥芯4鎖定的措施。油口A和壓力補(bǔ)償器4之間的內(nèi)部通路用螺塞1堵死，把壓力油經(jīng)P口和阻尼孔7引入補(bǔ)償器。換向閥8的上