结构新颖合理、合理运用液压原理控制论;
工作平稳、大流量通行;
阀瓣快开慢闭、无水锤冲击(关闭时间可调);
减稳压精度高、调节范围大;
密封性能好、使用寿命时间长;
安装维修方便。
先导式减压阀动态响应特性概述与工作原理
(一)、电液比例减压阀动态响应特性概述
减压阀的时间响应特性有动态特性和稳态特性。稳态响应是指在某一输入信号的作用后,时间趋于无穷大时系统的输出过程;动态特性是系统在某一输入信号作用下,系统的输出量从初始状态到稳定状态的响应过程,在工程上,评价系统动态性能的好坏,多用时域和频域特性来表示,一般用它的输入电信号阶跃响应和频率响应来表征。在本章中对直动式三通电液比例减压阀的动态频响特性进行仿真分析,得到影响其动态频响特性的因素。
先导式减压阀控制系统的动态特性用时域特性和频域特性来描述,时域特性的描述主要运用单位阶跃响应或单位脉冲响应,而频域特性用幅频特性曲线图,频域特性分析称频率法,频率法根据系统的闭环或开环频率特性间接求取系统的动态特性指标。
电液比例减压阀的输入电信号阶跃响应特性是指在负载不变的情况下,电液比例减压阀的控制信号发生阶跃变化时,系统的输出量随时间变化的过程所反映出来的特性。
阶跃响应特性的性能指标
延迟时间td:输入阶跃信号时刻至控制输出量响应一次达到稳定值的5%时所需的时间;
上升时间tr:响应曲线从稳态值的10%上升到90%所需的时间;
峰值时间tP:响应曲线到达一次峰值所需时间;
较大超调量的数值,直接说明了系统的相对稳定性。
调节时间1s:响应曲线衰减到与稳态值之差不超过稳态值的士5%时所需时间。
电液比例减压阀的频率响应特性指比例减压阀的输出压力对正弦输入信号的正弦输出响应。当输入一组幅值不变、频率不同的正弦控制输入信号时,不同频率控制输出压力的幅值相对于起始频率时输出压力的幅值比,称为幅频特性;不同频率控制输出压力的相位相对于输入信号的相位差,称为相频特性。用伯德图来表示。
频率特性的性能指标:
幅频宽:指控制输出压力与控制输入量的幅值比下降到0.707时的频率。
相频宽:指控制输出量相对于控制输入量的相位达到90时的频率。
(二)、直动式电液比例减压阀工作原理
200X型先导式减压阀用于车辆制动系统,要求控制精度高,响应速度快,因此采用的是直动式三通型,这里给出常见的直动式三通比例减压阀结构原理。
当给比例电磁铁通电后,阀芯向右移动,这时阀口打开到较大开口位置,随着负载的增加,减压阀出口压力随着增加,出口压力通过反馈通道作用在阀芯右端,与输入的电磁力比较,当比例200X型先导式减压阀电磁力所对应的输出压力高于其负载决定的压力时,减压阀口的开度不变化,减压阀不起减压作用。当比例减压阀的电磁力所对应的输出压力等于其出口负载决定的压力时,减压阀开始起减压作用,阀口开度减小,减压缝隙的变化对应一定的压差,出口压力基本上不随进口压力的变化而变化。这样保证了出口压力Pz保持不变,并且与输入电流成正比例。如果出口压力对阀芯的作用力大于电磁力,阀芯左移,A口与T口相通,使A口压力下降,直到阀芯处于新的平衡位置。
减压阀的阀芯阀套组件,主要由连接套、复位弹簧、弹簧挡套、阀套、阀芯、反馈杆和挡套组成,连接套的右端为螺纹,通过螺纹孔与阀芯连接在一起,左端有一孔,比例电磁铁推杆置于该孔中。弹簧的一端顶在连接套上,另一端连接在弹簧档套上,当电磁铁通电后推动阀芯右移,弹簧挡套是不动的,此时压缩弹簧,当电磁铁不通电后,阀芯可以复位。在阀芯右端两个台肩之间钻有个通孔,此孔为减压阀出口压力的反馈油口。此阀的特点是减压阀出口的压力反馈面积为阀芯右端的孔的面积,而不是一般所见到的阀芯右端的端面积,在阀芯右端用一反馈杆将该出口压力油密封住,根据受力平衡方程可知道,在比例电磁铁的输出指令力一定的情况下,反馈面积越小,减压阀出口压力越大。
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