电液比例阀的设计与实验研究
电液比例阀的设计与实验研究
电液比例阀的设计与实验研究
一、引言
随着液压系统技术的发展，电液比例阀的应用越来越广泛，它在高精
度液压系统中起到重要的作用。
电液比例阀是一种能够实现电控制的液压阀，它在自动化操作中可以实现高精度的控制，从而提高了自动化系统的
整体性能。
本文将介绍电液比例阀的设计和实验研究，总结电液比例阀的
应用特点，以及电液比例阀的优缺点。
二、电液比例阀的设计原理
电液比例阀是一种智能控制的液压阀，它的设计基本上与其他液压阀
一样，它也分为阀内部和阀外部两大部分。
电液比例阀的阀内部包括阀体、活塞、活塞杆、活塞杆定位器和活塞密封垫等零件，这些部件组成了电液
比例阀的核心部分；阀外部则由连接管路、电控装置、指示仪表等组成。
电液比例阀的工作原理是：利用电控装置将控制信号转换为有效的液压信号，通过操作活塞控制液压介质的流量大小和方向，实现液压设备的控制
操作。
一般来说，电液比例阀的阀芯结构有金属丝活塞阀、活塞杆阀、隔膜
阀和回路阀等常见类型。
电液比例实训报告
一、实训背景随着现代工业的快速发展，液压系统在各个领域得到了广泛的应用。
电液比例技术作为一种先进的液压控制技术，具有响应速度快、控制精度高、稳定性好等优点。
为了更好地掌握电液比例技术，我们进行了为期一周的电液比例实训，以下是实训报告。
二、实训目的1. 熟悉电液比例阀的结构、原理及工作过程；2. 掌握电液比例系统的安装、调试与维护方法；3. 提高动手能力和团队协作能力。
三、实训内容1. 电液比例阀的结构及原理（1）电液比例阀的结构电液比例阀主要由电磁阀、比例放大器、液压缸、传感器等组成。
电磁阀是电液比例阀的核心部件，其作用是将电信号转换为液压信号，控制液压缸的流量和压力；比例放大器将电信号放大，并转换为相应的液压信号；传感器用于检测液压缸的流量、压力等参数，并将信号反馈给比例放大器。
（2）电液比例阀的原理电液比例阀的工作原理是：根据输入的电信号，通过比例放大器放大并转换为液压信号，从而控制液压缸的流量和压力。
当输入的电信号变化时，电磁阀的开度也随之变化，进而改变液压缸的流量和压力。
2. 电液比例系统的安装、调试与维护（1）安装电液比例系统的安装主要包括以下步骤：1）根据设计图纸，确定电液比例阀、液压缸、传感器等元件的安装位置；2）将元件按照设计要求进行安装，确保各部件之间的连接牢固；3）检查各元件的安装位置是否符合要求，并进行必要的调整。
（2）调试电液比例系统的调试主要包括以下步骤：1）连接电源和传感器，确保各部件工作正常；2）调整比例放大器的参数，使系统达到预期的性能；3）进行系统测试，验证系统是否满足设计要求。
（3）维护电液比例系统的维护主要包括以下内容：1）定期检查各元件的连接是否牢固，确保系统安全运行；2）定期清洁电磁阀、比例放大器等部件，防止灰尘和油污影响系统性能；3）定期更换液压油，确保系统润滑良好。
四、实训总结通过本次电液比例实训，我们掌握了电液比例阀的结构、原理及工作过程，熟悉了电液比例系统的安装、调试与维护方法。
新型电液比例阀的设计及其控制方法的研究
新型电液比例阀的设计及其控制方法的研究
Key Words: Electro-hydraulic proportional pressure valve; CFD; PID algorithm; PWM; Steady-state model; Dynamic Model; Simulation
IV
湖 南 大 学 学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。
湖南大学 硕士学位论文 新型电液比例阀的设计及其控制方法的研究 姓名：黄勇 申请学位级别：硕士 专业：机械制造及其自动化 指导教师：胡思节 20070410
新型电液比例阀的设计及其控制方法的研究
摘
要
电液比例阀是实现电液比例控制技术的关键控制器件。由于其较好的控制精 度和稳定性，电液比例阀已开始逐渐代替传统控制阀。 电液比例压力控制阀是电液比例阀中的一种，其功用是对液压系统中的油液 压力进行比例控制，进而实现对执行器输出力或输出转矩的比例控制。论文在参 照国内外成熟产品的基础上，运用现代设计方法和分析手段设计了一种新型比例 压力阀的结构。首先，设计了十几种阀芯和阀腔的几何结构 , 根据计算流体力学的 理论，对每一种阀的流道建立数学模型。其次，借助商业软件 ANSYS/FLOTRAN 和 CFX 求解流道中的速度、压力数值解 , 根据求解的数据 , 分析出阀内流道的几何形 状对流场的影响。最后 , 根据所得结论优化出一种新型的阀芯和阀腔结构。 在比例压力阀的控制电路设计中， 以单片机控制系统、 数字 PID 算法和 PWM ( 脉冲宽度调制 ) 技术为研究对象。根据电液比例阀的控制要求，编制了系统控制 程序，设计了单片机控制系统的电路和功率放大电路，使控制电路的精度和可靠 性大大提高。 将阀的工作状态抽象成数学模型是研究现代液压系统的主要方法。论文运用 运动学和动力学理论，建立了所设计的电液比例压力阀的稳态和动态数学模型， 得到了系统的传递函数。另外 , 求解系统模型中的参数成为一个重要问题，论文中 同样以计算流体力学为理论依据，通过有限元等数值方法，计算出流量系数等重 要参数。为了研究阀的稳态、动态特性，将传递函数转换为 MATLAB/SIMULINK 软件包的方框图模型，利用计算机仿真技术得到阀的阶跃输入响应。然后，研究 了不同结构对阀稳态与动态特性的影响，为进一步优化阀的结构提供了理论上的 参考依据。 关键词：电液比例压力阀； CFD ； PID 算法；脉宽调制；稳态模型；动态模型； 仿真
电液比例阀设计(DOC)
带位移电反馈的二级电液比例节流阀设计摘要：电液比例技术发展迅猛，以其控制精度较高、结构简单、成本合理等优点在工业生产中获得了越来越来广泛的应用，它的发展程度也可从一个侧面反映一个国家液压工业技术水平，因而日益受到各国工业界的重视。
本设计的课题是电液比例阀中的一类——二级电液比例节流阀。
在对该阀各部分的结构、原理及性能参数进行详细分析的基础上，完成了功率级为二通插装阀，先导级为电液比例三通减压溢流阀，通径为32mm，最大流量为480L/min，进油口额定工作压力为31.5MPa，出油口额定工作压力为30.5MPa的电液比例节流阀的结构设计与参数设计。
关键词：电液比例节流阀；插装阀；比例电磁铁The design of two stage electro-hydraulic proportional throttle valve with displacement electricity feedbackMajority:Machine Design ＆Manufacturing and AutomationAbstrac t: The technology of electro-hydraulic proportional develops swiftly and violently, it has more and more come the widespread application in the industrial production by its precision control, the simply structure, the reasonable cost and so on, its degree of development also might reflect a national hydraulic pressure industrial technology level from a side, so this technology received more and more value by the various countries' industrial field.The topic of this graduation project is precisely one kind of electro-hydraulic proportional valve----two stage electro-hydraulic proportional throttle valve. This design will first carry on detailed analysis to the structure, principle and function parameter of various part of this kind of valve, then complete the structural design and the parameter design of the two stage electro-hydraulic proportional throttle valve ,this valve's main stage is cartridge valve ,its forerunner stage is three contacts reduced pressure overflow valve .This valve's rectum is 32mm,and its max regulated flow is 480L/min,the oil input port fixed working pressure is 31.5MPa, the output port fixed working pressure is 30.5MPa.Keyword: Electro-hydraulic proportional throttle valve; Cartridge valves; Proportion electro-magnet ratio electromagnet1目录前言 (1)正文 (2)1 绪论 (2)1.1 电液比例阀概述 (2)1.2 电液比例阀的特点与分类 (2)1.3 电液比例阀的发展阶段 (3)1.4 电液比例技术在我国的发展 (5)1.5 比例流量阀 (5)2 流量阀控制流量的一般原理 (7)2.1 流量控制的基本原理 (8)2.4 主阀阀芯节流口形式的确定 (8)3 比例节流阀结构设计 (9)3.1 插装阀介绍 (9)3.2 控制盖板的设计 (9)3.3 插装式主阀设计 (11)3.4 先导阀设计 (21)3.5 弹簧的选用 (30)3.6 公差与配合的确定 (31)3.7 比例放大器 (33)3.8 比例电磁铁 (36)3.9 结构设计小结 (37)4 节流阀工作总原理分析及其性能参数指标 (38)4.1 原理分析 (38)4.2 静态性能指标 (39)4.3 动态性能指标 (40)5 比例控制系统 (41)25.1 反馈的概念 (41)5.2 闭环控制与开环控制 (41)5.3 电液比例控制系统的组成 (42)5.4 电液比例控制系统的特点 (43)5.5 比例控制系统的分类 (43)5.6 比例控制系统的发展趋势 (44)5.7 小结 (44)结论 (45)参考文献 (46)致谢 (47)3前言现代工业的不断发展对液压阀在自动化、精度、响应速度方面提出了愈来愈高的要求，传统的开关型或定值控制型液压阀已不能满足要求，电液伺服阀因此而发展起来，其具有控制灵活、精度高、快速性好等优点。
《电液比例阀用电磁铁输出特性的理论分析及试验研究》范文
《电液比例阀用电磁铁输出特性的理论分析及试验研究》篇一一、引言电液比例阀是一种用于液压传动系统的关键元件，其性能直接影响到整个系统的控制精度和动态响应。
电磁铁作为电液比例阀的核心部分，其输出特性对阀的性能起着决定性作用。
因此，对电液比例阀用电磁铁输出特性的理论分析及试验研究具有重要的工程实践意义。
本文旨在深入探讨电磁铁的输出特性，为电液比例阀的设计和优化提供理论依据。
二、电磁铁输出特性的理论分析1. 电磁铁的工作原理电磁铁利用电流的磁效应，将电能转化为磁场能，进而产生电磁力。
电液比例阀用电磁铁的主要作用是驱动阀芯运动，实现流体的控制。
其工作原理主要涉及电磁学、流体力学和机械动力学等多个学科。
2. 电磁铁的输出特性理论模型电磁铁的输出特性主要包括电磁力、行程、响应速度等方面。
根据电磁学原理，可以建立电磁铁的数学模型，包括磁场分布、电流与电磁力的关系等。
通过理论分析，可以得出电磁铁的输出特性与电流、电压、铁芯材料和结构等参数的关系。
三、试验研究1. 试验设备与材料为了研究电液比例阀用电磁铁的输出特性，我们设计了一套试验装置。
该装置包括电磁铁、电源、传感器、液压系统等部分。
试验所用的电磁铁为电液比例阀专用电磁铁，电源为可调直流电源，传感器用于测量电磁力和行程等参数。
2. 试验方法与步骤（1）在不同电流、电压条件下，测量电磁铁的电磁力、行程等参数；（2）分析电流、电压对电磁铁输出特性的影响；（3）研究铁芯材料和结构对电磁铁性能的影响；（4）通过试验数据，验证理论分析的正确性。
3. 试验结果与分析（1）电流和电压对电磁铁输出特性的影响：随着电流和电压的增大，电磁铁的电磁力和行程均有所增加。
但当电流和电压达到一定值后，继续增大反而会导致电磁铁发热严重，影响其性能。
（2）铁芯材料和结构的影响：不同材料和结构的铁芯对电磁铁的性能有很大影响。
一般来说，高导磁率、低磁滞的材料和合理的结构能提高电磁铁的性能。
（3）理论分析与试验结果的对比：通过对比理论分析和试验结果，我们可以发现理论分析基本符合实际情况。
低功耗小型化2D电液比例方向阀的设计及研究的开题报告
低功耗小型化2D电液比例方向阀的设计及研究的开题报告题目：低功耗小型化2D电液比例方向阀的设计及研究一、研究背景及意义电液伺服技术在机械控制系统中得到广泛应用，而方向阀是实现电液伺服控制的核心部件之一。
目前市场上的2D电液比例方向阀体积较大，功耗较高，不能很好地满足现代机械系统对小型化、高性能、低功耗的要求。
因此，本研究拟设计一款低功耗小型化的2D电液比例方向阀，以满足现代机械系统对方向阀的要求。
二、研究内容及研究方法1.方向阀的设计原理及优化方法研究方向阀的设计需要考虑流体力学、机械结构、电磁学等诸多因素，为了使方向阀具备优异的性能和稳定性，需要采用一系列的优化方法，本研究将深入探讨这些方法。
2.2D电液比例方向阀的设计及仿真分析本研究将针对2D电液比例方向阀进行设计，设计过程中需要考虑结构紧凑、低功耗、高性能等因素，同时进行仿真分析，以验证方向阀性能的合理性和可行性。
3.试制与测试分析为了验证研究结果的可靠性，本研究将进行2D电液比例方向阀的试制，并进行测试分析。
通过测试分析数据，能够更加客观地评估2D电液比例方向阀的性能和可靠性。
三、研究预期成果本研究拟设计出一款低功耗小型化的2D电液比例方向阀，其主要技术指标包括响应时间、流量特性、压降特性等。
同时，本研究将研究出一系列方向阀设计优化方法，对于提升方向阀性能有一定的指导意义。
四、研究进度安排1.第一周：研究方向阀的设计原理及优化方法，阅读相关文献；2.第二周：进行2D电液比例方向阀的设计，并结合仿真分析；3.第三周：完成2D电液比例方向阀的试制；4.第四周：对试制的2D电液比例方向阀进行测试分析，并撰写开题报告。
五、参考文献1. 李华. 电液传动控制系统[M]. 机械工业出版社, 2016.2. 王建思, 周云, 邹春生,等. 比例伺服电磁阀的研究及应用[J]. 机床与液压, 2010, 38(8):68-71.3. 于宝领, 杨民柱, 宋晓东. 现代液压控制系统及技术[M]. 化学工业出版社, 2015.。
电液比例的原理及应用论文
电液比例的原理及应用1. 引言电液比例技术是指利用电信号控制液压执行元件的工作，通过调整电压来改变液压工作室的工作效果，从而实现对液压系统的精确控制。
这种技术由于其高精度、快速响应和可编程性等特点，在各个领域有着广泛的应用。
本文将介绍电液比例技术的基本原理，以及它在工业自动化、机械运动控制和航空航天等领域的应用。
2. 电液比例的基本原理电液比例技术是通过电液比例阀来实现的。
电液比例阀是一种特殊的液压调节阀，它可以根据输入的电压信号来调节液压元件的工作状态。
具体来说，电液比例阀通过改变液压油的流通面积来实现液压元件的运动控制。
在电液比例阀中，通过一个电磁线圈来控制阀芯的位置，从而改变内部通道的开启和关闭程度，进而改变液压油的流通量。
3. 电液比例在工业自动化中的应用电液比例技术在工业自动化领域有着广泛的应用。
它可以用于控制各种液压元件，如液压缸、液压马达等，实现对工业设备的精确控制。
同时，电液比例技术还可以配合传感器和自动控制系统，实现对工业过程参数的实时监测和自动调节。
这种技术不仅提高了生产效率，还提高了产品质量。
在工业自动化中，电液比例技术可以应用于以下方面： - 机床自动控制：通过电液比例技术可以实现机床的自动控制，提高加工精度和生产效率。
- 输送线控制：电液比例技术可以应用于输送线的自动控制，实现对物料的精确输送。
- 机械臂控制：电液比例技术可以用于机械臂的控制，实现对工件的精确抓取和放置。
- 液压振动控制：电液比例技术可以应用于液压振动控制系统，实现对振动频率和振幅的精确控制。
4. 电液比例在机械运动控制中的应用电液比例技术在机械运动控制领域也有着广泛的应用。
在机械运动控制中，通过电液比例技术可以实现对机械传动系统的精确控制，提高机械运动的精度和稳定性。
同时，电液比例技术还可以实现对机械运动过程中的速度、位置和力的控制。
在机械运动控制中，电液比例技术可以应用于以下方面：- 机械传动系统控制：通过电液比例技术可以实现机械传动系统的精确控制，提高运动的精度和平稳性。
电液比例阀性能测试实验指导书
电液比例阀性能测试实验指导书实验项目1. 电液比例方向阀性能实验2. 电液比例溢流阀性能实验3. 电液比例调速阀性能实验唐山学院机电工程系实验一电液比例溢流阀性能测试一、实验液压原理图二、液压元件配置1－变量叶片泵2－先导式溢流阀3－电磁阀4－电液流量伺服阀2FRE6~20/10QM5－蓄能器6－被试阀电液比例溢流阀DBETR-10B/80M7、8－压力传感器9－加载用节流截止阀10－流量传感器11、12－截止阀13－压力表三、实验内容1、稳态压力控制特性测试测试阀控制电流与阀输出压力之间关系，画特性曲线，计算死区、滞环、非线性度。
2、稳态负载特性（压力-流量特性）测试控制输入电流、输出压力、负载干扰（流量）之间关系。
3、输入信号阶跃响应测试（选做）测试阀输出压力相对一定幅值输入电信号阶跃变化的过渡过程响应特性，画特性曲线，计算滞后时间、上升时间、过渡过程时间等。
4、频率响应特性测试测试阀对一组不同频率的等幅正弦输入信号的响应特性，画频响特性曲线（博德图），算幅频宽、相频宽。
四、实验方法●测试电回路接线操作：1）压力传感器－把P A、P B压力传感器信号线分别扦入控制面板上的模拟信号输入口1、2口。
2）电液比例溢流阀－把比例溢流阀电磁铁A线圈扦入比例溢流阀放大器电磁铁A扦座上，位移传感器信号线扦入放大器的阀蕊反馈扦座。
比例溢流阀放大器输入测试信号、输出测试信号用四蕊测试线分别扦入控制面板上的模拟信号输入口5、6口上，差动信号输入信号用二蕊测试线扦入控制面板上的模拟信号输出口1口上。
转换开关转入自动位置。
3）电液比例流量阀－把比例流量阀电磁铁A线圈扦入比例流量阀放大器电磁铁A扦座上，位移传感器信号线扦入放大器的阀蕊反馈扦座。
电液比例流量阀放大器差动输入信号号用二蕊测试线分别扦入控制面板上的模拟信号输出口2口上。
转换开关转入自动位置。
4）流量传感器－把大流量传感器、小流量传感器信号线分别扦入控制面板上的脉冲信号输入口1、2口上（模拟输入信号分别9、10通道）。
电液比例方向阀综合特性CAT系统的研制及试验研究
燕山大学硕士学位论文电液比例方向阀综合特性CAT系统的研制及试验研究姓名：牛慧峰申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：姜万录20050301摘要摘要计算机辅助测试（ＣＡＴ）技术的兴起和应用，为电液比例方向阀性能测试歼辟了良好的发展前景。
虚拟仪器技术的出现，使液压ＣＡＴ技术进入一个崭新的发展阶段。
本课题首次在普通阀实验台上实现了基于虚拟仪器的电液比例方向阀静、动态综合特性的测试。
本测试系统的研制过程中，涉及的相关知识主要有：数据采集与处理、测试技术与测试信号处理、数字信号处理、自动控制、仪器仪表、液压传动、液压比铡控制、机械加工、虚拟仪器等。
本课题在解决电液比例方向阀稳态流量特性测试时要求阀压降恒定的难题上傲了深入的研究。
首次采用虚拟仪器技术实现由数字ＰＩＤ调节器构成的压差反馈闭环控制系统，使测试过程中阀压降波动控制在国标规定的５％以内，达到了在稳态流量特性测试时阀压降基本保持恒定的目的，使测试结果更准确．在做负载流量特性测试时，用ＬａｂＶＩＥＷ编程控制加载比例溢流橱韵比例电磁铁输入电流逐步增加，实现了连续自动加载，克服了手动加载的随机干扰，实现了加载的自动化。
用本测试系统对Ａｔｏｓ公司生产的ＤＨＺＯ－Ｔ－０５１．ＬＳｆＹ型电液比例方向阀豹稳态流量特性、压力增益特性、负载流量特性、流量压降特性、频率特性秘阶跃响应特性进行了实测，并对溅试结果进行了分析，取得了良好的效果．溅试系统软件是利用ＬａｂＶＩＥＷ５．１１在Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００操作系统下进行编制。
其程序讴用性强，各测试模块自成一体。
相互不干扰。
软件的人机交互性好－操作简单方便。
测试系统的激励信号全部由软件编制的虚拟信号源发生ｔ测试功能全部由虚拟仪器仪表实现，简化了实际仪器仪表，显著降低了实验台的成本。
关键词电液比例方向阕：计算机辅助测试；虚拟仪器；静态特性测试：动态特性测试燕山大学工学硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒ－ａｉｄｅｄｔｅｓｔ（ＣＡＴ）ｐｒｏｖｉｄｅｓａｂｒｉｌｌｉａｎｔｆｕｔｕｒｅｆｏｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｅｓｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏ－ｂｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｓａｎｄｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｖｉｒｔｕａｌｉｍｔｒｕｍｅｍｂｒｉｎｇｓＣＡＴｉｎｔｏａｎｅｗｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｓｔａｇｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅｉｎｔｈｉｓｐｒｏｊｅｅｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｈｅｓｔａｔｉｃａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｅｓｔｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｓａｒｅｒｅａｌｉｚｅｄｏｎｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｈｙｄｒａｕｌｉｃｖａｌｖｅｔｅｓｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｔｈｅｉｎｖｏｌｖｅｄｔｌｌｅｏｒｉｅｓａｒｃｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．ｔｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｅｓｔｉｎｇｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌ，ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｍｅｔｅ硌，ｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌ，ｍａｃｈｉｎｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，们Ｓｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓｐｒｏｊｅｃｔｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｍｕｃｈｄｉｆｆｉｃｕｌｔｐｒｏｂｌｅｍｏｆｋｅｅｐｉｎｇｄｅｅｐｅｒｏｉｌｔｈｅｔｈｅｖａｌｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｔｅａｄｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｏｆｔｈｅｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｓ．ＢｙｕｓｉｎｇｔｈｅＶＩｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｆｅｅｄｂａｃｋｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆＰＩＤａｄｊｕｓｔｍｅｎｔａｎｄｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｖａｌｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｗｉｔｈｉｎ５％ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｏｆｔｈｅｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ．Ｉｔｍａｋｅｓｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｏｆｌｏａｄ—ｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｅＬａｂＶＩＥＷｐｒｏｇｒａｍｍａｋｅｓｉｔｓｔｅｐｐｉｎｇｕｐｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｅｌｅｃｔｒｉｃｃｕｒｒｅｎｔｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｓｏｌｅｎｏｉｄｏｆｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｒｅｌｉｅｆｖａｌｖｅ．Ｉｔｉｓａｃｔｕａｌｉｚｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃｌｏａｄｉｎｇ．Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｉｓｔｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｉｓｔｅｓｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＤＨＺＯ・－Ｔ－０５１・・Ｌ５／Ｙｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＡｔｏｓＣｏ．，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｇａｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｅｌｏａｄ—ｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｅｆｌｏｗ－ｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄｔｈｅｓｔｅｐｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ．ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔ１１１ｅｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｒｅｓｕ］ｔｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔａｒｅｃｏｒｒｅｃｔ，ＴｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｉｎＬａｂＶＩＥＷ５．１１ｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄｕｎｄｅｒＷｉｎｄｏｗｓ２０００．ＩｔｃａｌｌｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄａｎｄｅａｃｈｔｅｓｔｉｎｇｍｏｄｕｌｅｉＳｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔａｎｄｎＯｍｕｔｕａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．ＩｔＯＷｌｌＳｆｒｉｅｎｄｌｙｉｎｔｅｒｆａｃｅａｎｄｉｓｅａｓｙｔＯｂｅｏｐｅｒａｔｅｄ．Ａｌｌｔｈｅｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇｓｉｇｎａｌｓａｌｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｓｉｇｎａｌｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｐｅｒｆｏｒｍｓａｌｌｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．１１ｉｓｔｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｐｒｅｄｉｇｅｓｔｓｒｅａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｎｄｉｔｕｒｅｉｓｒｅｄｕｃｅｄ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＥｌｅｃｔｒｏ—ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅ；Ｃｏｍｐｕｔｅ・ａｉｄｅｄｔｅｓｔ；Ｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；Ｓｔａｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｅｓｔ；Ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｅｓｔ“ｌ第１章绪论第１章绪论１．１课题的研究目的及意义为了满足教学和科研的需要，我校流体传动与控制实验室与北京机械自动化研究所合作研制开发了液压综合实验台，此实验台是一个大型的液压元件综合性能溯试系统。
电液比例方向阀控制单元设计与分析
电液比例方向阀控制单元设计与分析电液比例方向阀是一种将电气信号转化为液压信号的装置，广泛应用于机械工程中。
它具有响应速度快、精度高、可靠性好等优点，可以实现高效的机械控制。
本文章将介绍电液比例方向阀的控制单元设计与分析。
一、电液比例方向阀的工作原理电液比例方向阀由飞行电子学与液压技术构成，起到将电气信号转化为液压信号的作用。
其基本工作原理为：将电压信号转化为电流信号，通过电液比例阀控制液压油的流量和压力，从而实现对气压装置的控制。
电液比例方向阀通常由电源、动作机构、电液转换器和液压执行器等部分组成。
二、电液比例方向阀控制单元设计1. 控制电路设计电液比例方向阀的控制电路包括电源电路、电液转换器、比例测量电路和动作信号处理电路等。
其中，电源电路部分负责为电液比例阀提供正常的电源供应，电液转换器把控制信号转化为液压分类信号，从而实现液压控制，比例测量电路是为了检测液压油的流量变化，而动作信号处理电路负责处理液压阀接收到的信号，并将其转换为动作信号，从而实现气压装置的控制。
2. 液压电路设计液压电路设计的关键是保证液体流通、减少翻滚和噪音，防止漏油和渗油，同时保证系统的稳定性和控制性。
液压阀通常包含调节阀、安全阀、分配阀和电液比例阀等。
其中，电液比例阀是整个液压电路的核心部分，同时也是最为关键和复杂的部分。
三、电液比例方向阀控制单元分析电液比例方向阀具有响应速度快、精度高、可靠性好等优点，但其成型难度大，对产品质量及性能稳定性要求高。
因此，在产品制造中应注重优化设计，提高制造流程的控制性和重复性。
同时还需要注重制造工艺的完善，保证电液比例方向阀产品的性能和质量。
电液比例方向阀的控制单元设计和分析具有重要的意义，可以为生产和制造提供重要的参考，帮助用户理解和掌握该技术的基本原理和应用方法。
与此同时，电液比例方向阀也具有广泛的应用前景和市场需求，不断开发和改进电液比例方向阀技术，将对工程学科的发展产生积极的影响。
《电液比例阀用电磁铁输出特性的理论分析及试验研究》范文
《电液比例阀用电磁铁输出特性的理论分析及试验研究》篇一一、引言电液比例阀作为液压传动系统中的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的稳定性和可靠性。
电磁铁作为电液比例阀的核心部件，其输出特性对阀的响应速度、精度和稳定性有着重要影响。
因此，对电液比例阀用电磁铁的输出特性进行理论分析和试验研究具有重要的现实意义。
本文首先对电磁铁的工作原理和输出特性进行理论分析，然后通过实验研究其性能，为电液比例阀的设计和优化提供理论依据。
二、电磁铁的工作原理及输出特性理论分析1. 电磁铁的工作原理电磁铁主要由铁芯、线圈和电路板等部分组成。
当线圈中通入电流时，会产生磁场，磁场与铁芯相互作用，使铁芯产生磁化，从而产生吸力。
通过控制电流的大小和方向，可以控制电磁铁的吸力和动作状态。
2. 电磁铁的输出特性电磁铁的输出特性主要包括输出力、响应速度和稳定性等。
输出力与线圈中的电流大小、铁芯的材质和尺寸等因素有关；响应速度与电路板的控制性能、线圈的电阻和电感等因素有关；稳定性则受到电磁铁的制造工艺和材料性能的影响。
三、试验研究1. 试验设备及方法本实验采用电液比例阀用电磁铁作为研究对象，通过改变电流大小和方向，观察电磁铁的输出特性和动作状态。
实验设备包括电磁铁、电源、传感器、数据采集器等。
实验方法包括静态测试和动态测试两种。
2. 静态测试静态测试主要用于测量电磁铁的输出力与电流之间的关系。
在一定的温度和压力条件下，改变线圈中的电流大小，通过传感器测量电磁铁的输出力，并记录数据。
通过分析数据，可以得到电磁铁的输出力与电流之间的线性关系，为后续的动态测试提供基础。
3. 动态测试动态测试主要用于测量电磁铁的响应速度和稳定性。
在电路板的控制下，改变电流的大小和方向，观察电磁铁的动作状态，并使用数据采集器记录相关数据。
通过分析数据，可以得到电磁铁的响应速度、动作时间和稳定性等性能指标。
四、实验结果及分析1. 实验结果通过实验测试，我们得到了电液比例阀用电磁铁的输出力与电流之间的关系曲线，以及响应速度和稳定性等性能指标数据。
《电液比例阀用电磁铁输出特性的理论分析及试验研究》范文
《电液比例阀用电磁铁输出特性的理论分析及试验研究》篇一一、引言电液比例阀在现代工业、自动化、机械控制系统中广泛应用，其中电磁铁的输出特性直接影响到比例阀的性能及精度。
本文旨在通过理论分析和试验研究，深入探讨电液比例阀用电磁铁的输出特性，以期为相关研究和应用提供理论依据和指导。
二、电磁铁输出特性的理论分析1. 电磁铁的工作原理电磁铁是一种利用电流产生磁场的装置。
当电流通过电磁铁的线圈时，会产生磁场，从而吸引铁芯，进而驱动阀芯移动。
电磁铁的输出力与电流的大小及线圈的匝数有关。
2. 电磁铁的输出特性分析电磁铁的输出特性主要包括输出力与电流的关系、响应速度及稳定性等。
在理论上，电磁铁的输出力与电流呈正比关系，但在实际工作中，受多种因素的影响，如温度、磁通饱和度等，这种关系可能发生改变。
此外，电磁铁的响应速度和稳定性也受电流、电压、环境温度等因素的影响。
三、试验研究1. 试验设备与材料为研究电液比例阀用电磁铁的输出特性，我们采用了某型号的电液比例阀及其配套的电磁铁，以及相应的测量设备。
2. 试验方法与步骤（1）在不同电流下，测量电磁铁的输出力，分析输出力与电流的关系；（2）在不同环境温度下，测量电磁铁的输出力及响应速度，分析温度对电磁铁性能的影响；（3）对电磁铁进行长时间运行测试，分析其稳定性和耐久性；（4）结合理论分析，探讨影响电磁铁输出特性的主要因素。
3. 试验结果与分析（1）输出力与电流的关系：在一定的电流范围内，电磁铁的输出力与电流呈正比关系。
但当电流过大时，受磁通饱和度的影响，输出力增长趋缓。
（2）温度对电磁铁性能的影响：环境温度对电磁铁的输出力及响应速度有一定影响。
随着温度升高，电磁铁的输出力有所降低，响应速度也有所减慢。
（3）稳定性和耐久性：经过长时间运行测试，电磁铁表现出较好的稳定性和耐久性，但仍需注意使用环境及维护保养。
四、结论通过理论分析和试验研究，我们得出以下结论：1. 电磁铁的输出力与电流呈正比关系，但受多种因素影响，如温度、磁通饱和度等；2. 环境温度对电磁铁的输出力及响应速度有一定影响，需注意使用环境；3. 电磁铁具有较好的稳定性和耐久性，但仍需注意维护保养；4. 为提高电液比例阀的性能及精度，需对电磁铁进行优化设计及控制策略研究。
基于PWM控制技术的电液比例阀的研究
基于PWM控制技术的电液比例阀的研究
一、引言
电液比例阀是控制系统中重要的一类元件，由于它的精度高、可靠性强、反应快、体积小等优点，在液压控制系统中广泛应用于各种场合，如机器人、汽车、搬运设备等。
为了使用效果更好，更多的研究者针对电液比例阀进行了深入研究，其中最重要的一种研究是基于PWM控制的电液比例阀研究。
二、基本原理
PWM（脉冲宽度调制）控制是一种采用脉冲信号进行控制的新型控制技术。
它是将模拟信号转换成数字信号，然后通过PWM技术实现控制的技术。
PWM技术主要通过改变脉冲的宽度来控制电液比例阀，从而达到控制执行器的目的。
PWM技术的优点在于可精确控制执行器的位置，因此被广泛应用于微机的精确控制中。
三、实现方法
（1）PWM控制系统结构
PWM控制器系统结构简单，其结构由控制器、变量电抗器、比例阀等组成。
控制器由比较器、定时器、计数器等组成，主要负责信号的采集和处理。
变量电抗器用于控制阀芯的位置及量程，而比例阀负责根据控制器的输出信号控制液压的大小，实现控制系统的功能。
（2）模型预测控制
模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)是一种基于模型的控制方法。
《电液比例阀用电磁铁输出特性的理论分析及试验研究》
《电液比例阀用电磁铁输出特性的理论分析及试验研究》篇一一、引言电液比例阀作为液压传动系统中的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的运行效率和稳定性。
电磁铁作为电液比例阀的核心部件之一，其输出特性对阀的开关速度、控制精度和稳定性等性能具有重要影响。
因此，对电液比例阀用电磁铁的输出特性进行理论分析和试验研究，对于提高电液比例阀的性能具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、电磁铁输出特性的理论分析1. 电磁铁的基本原理电磁铁是利用电流在磁场中产生的磁力效应来实现其功能的。
当电流通过电磁铁的线圈时，会产生磁场，进而产生磁力，使电磁铁的动铁芯产生位移。
因此，电磁铁的输出特性主要取决于其线圈中的电流大小和变化规律。
2. 电磁铁的输出特性分析电磁铁的输出特性主要包括其输出力、位移和响应速度等。
其中，输出力是衡量电磁铁性能的重要指标之一，它与线圈中的电流大小、线圈匝数、磁路结构等因素有关。
位移和响应速度则与电磁铁的动铁芯质量、阻尼等因素有关。
在理论分析中，可以通过建立电磁铁的数学模型，分析电流、电压、电阻等参数对电磁铁输出特性的影响。
三、试验研究1. 试验设备与材料为了研究电液比例阀用电磁铁的输出特性，需要使用电液比例阀、电源、测量仪器等设备。
其中，电液比例阀应选用具有代表性的产品，以保证试验结果的可靠性。
测量仪器应包括力传感器、位移传感器等，用于测量电磁铁的输出力和位移等参数。
2. 试验方法与步骤（1）制备不同参数的电磁铁样品，如不同线圈匝数、不同动铁芯质量的样品。
（2）将样品安装到电液比例阀中，连接电源和测量仪器。
（3）对样品进行电压和电流的调节，记录电磁铁的输出力和位移等参数。
（4）分析试验数据，得出电磁铁的输出特性及影响因素。
3. 试验结果与分析通过试验，可以得出不同参数下电磁铁的输出特性和影响因素。
例如，当线圈匝数增加时，电磁铁的输出力会增大；当动铁芯质量增加时，其响应速度会降低等。
此外，还可以分析电压、电流等参数对电磁铁输出特性的影响。
电液比例阀的研究综述及发展趋势
文章编号: 1005—0329(2008)08—0032—06技术进展电液比例阀的研究综述及发展趋势张 弓,于兰英,吴文海,柯 坚(西南交通大学,四川成都 610031)摘 要: 电液比例阀是电液比例控制技术的核心元件,它按照输入电信号指令,连续成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。
综述了比例压力阀和比例流量阀国内外的研究进展,并且对比例阀未来的发展趋势进行了展望。
关键词: 电液比例阀;比例压力阀;比例流量阀;综述中图分类号: TH137.52 文献标识码: ARev i ew and D evelop m en t Trend of Electro2hydrauli c Proporti ona l Va lveZHANG Gong,Y U Lan2ying,WU W en2hai,KE J ian(South west J iaot ong University,Chengdu610031,China)Abstract: Electr o2hydraulic p r oporti onal valve is the key component in electr o2hydraulic p r oporti onal contr ol technique,accord2 ing t o the input electric signal,the para meters such as p ressure,fl ow and directi on of hydraulic system are contr olled continuous2 ly and p r oporti onally.An over revie w of the p r oporti onal p ressure valve and p r oporti onal fl ow valve at home and abr oad is su mma2 rized.Finally,the devel poment trend of p r oporti onal valve is discussed.Key words: electr o2hydraulic p r oporti onal valve;p r oporti onal p ressure valve;p r oporti onal fl ow valve;revie w1 前言电液比例阀,是电液比例控制技术的核心和主要功率放大元件,代表了流体控制技术的发展方向[1]。
电液比例阀的研究-推荐下载
换器、
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关，1系电过，力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层，机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2，高总而中体且资配可料置保试时障卷，各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高；中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整，处核或理对者高定对中值某资，些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定，卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置，跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等，料，编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气，线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术，技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项；资方对料式整试，套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资，气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技，进术合行，理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对：于于在调差分试动线过保盒程护处中装，高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时，术，作是应为指采调发用试电金人机属员一隔，变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内；图部同纸故一资障线料时槽、，内设需，备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切，验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中，术资要资料进料试行，卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
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出合适的弹簧 ,加入阀芯重新实验 ,再把这个仿真曲
线跟实验曲线比较就可以得出这个系数的正确与否 ,
从而得出这个方法的正确与否 。
由 P1′、P2′、P3′串联 ,得 :
1. 2 实验校核与重新设计
在加入阀芯和弹簧后 ,在实验台上给阀加 14MPa 恒压时阀的最大流量为 76L/ min (电流为零时) ,由于 怀疑弹簧设计有问题 ,使阀没有达到全开 ,就把阀芯 拿掉 ,这时阀的最大流量为 78L/ min ,显然 ,当电流饱 和时流量已经达到最大 76L/ min ,至于没有达到 78L/ min ,是因为加入了阀芯略增加了阻力的缘故 。由此 可见 ,按上述传统方法设计偏差较大 。其造成的流量 相对误差达到了 31. 7 %。另外 ,该阀在全开往低调 时 ,启动电流大 ,不是稍增大电流流量就降低 ,而是要 大于 0. 2A 时才开始降低 ,这无疑增大了电磁铁的功 耗。 经过分析 ,该阀启动电流大 ,是由于流量偏小而 导致稳态液动力过小而弹簧预压力相对过大所造成 的 ,实际上 ,在阀的液流通道 (如图 1 阀的液流通道示 意图) 中 ,其它地方的阻力也是相当大的 。这主要体 现在 ,阀体上的二个通道与工作腔的接口处的局部阻 力 ;阀体上的二个通道 (属于厚壁孔) 的阻力 ; 阀体与 阀套接口处的局部阻力 ;阀体上环形槽往 4 个节流口 1 的分流而产生的局部阻力 ;阀体上环形槽往 2 个节
第 18 卷 第 1 期 2004 年 03 月
流体力学实验与测量 Experiments and Measurements in Fluid Mechanics
Vol. 18 ,No. 1 Mar. ,2004
文章编号 : 100723124 (2004) 0120048205
电液比例阀的设计与实验研究
The design and experimental investigation of electro2hydraulic proportional valve
WANG Guo2sheng , LING Yun , FAN Qing2hua
(China North Vehicle Research Institute ,Beijing 100072 ,China)
的局部阻力系数之和相对于节流口 1 的局部阻力系
数是不会变的 ,且这些地方的压降与流速的平方成正
比 ,与节流口 1 的压降成正比 。通过实验与理论相结
合 ,我们能估算出这些地方的压降之和 ,并把其压降
表现为节流口 1 的压降 。
根据 公 式 ( 1) 由 已 知 条 件 : P = 14MPa ; Qmax = 78L/ min (阀芯拿掉这一状态时) 算出当阀全开 ,节流
F1 + F2 = F3
弹簧是线性元件 ,其弹力与压缩量成正比 。它装 在阀中 ,要求有一定的预压缩量 ,以克服稳态液动力 、 瞬态液动力以及摩擦力 。由于瞬态液动力与摩擦力 比较小 (经计算不足 1N) [2] ,所以主要是克服稳态液 动力和电磁铁推力 ,当阀全开时 ,为了保证电磁铁的
Ξ 收稿日期 : 2002212204 ;修订日期 : 2003209208 ; 基金项目 : 国家兵器科学基金资助项目 作者简介 : 汪国胜 (1971 - ) ,男 ,安徽省潜山县人 ,工程师. 研究方向 :车辆半主动悬挂.
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流 体 力 学 实 验 与 测 量 (2004) 第 18 卷
流口 2 的分流而产生的局部阻力 。这些阻力之和是
径 , d1 = 4mm ;ω为矩形节流口 2 (2 个) 的面积增益 ,ω = 2 ×2 = 4mm ; X 为节流口 2 面积梯度 , X = 0～4mm ; Cq1 、Cq2为节流口 1 、2 处的流量系数 ,取 Cq1 = 0. 82 , Cq2 = 0. 61 ; CV1 、CV2 为节流口 1 、2 处的速度系数 ,取 CV1 = 0. 82 , CV2 = 0. 97 ; V1 、V2 为节流口 1 、2 处的工作 液进出口速度 ;θ1 、θ2 为节流口 1 、2 处液流角 ,θ1 取 实际角度 45°,θ2 取 69°[5 ] ; 把上述数值代入 (1) 、(2) 式 ,进行仿真计算 ,得出 X = 4mm 时 ,阀最大流量 Q = 102L/ min ,阀芯所受的 最大稳态液动力 F1 = - 54N 。 为了有一定的控制精度 ,弹簧刚度不宜过小 ,否 则不足以克服稳态液动力所带来的非线性 ,一般弹簧 刚度要大于液动力增长斜率 K 的 2 倍 ;为了克服瞬 态液动力产生的颤振 ,预压力至少为瞬态液动力的 5 倍 。根据能耗最小的原则 ,当阀达到全开时 ,电磁铁 推力要尽量小 。 据此 ,设计出所需的弹簧 ( Ⅱ类碳素弹簧钢丝 ,刚 度 K = 2. 18N/ mm , 其预压缩力最小极限 力 可 取 为 55N ,最大极限力为 55 + 21. 8 ×4 = 142. 2N) [4] 。考虑 到全关工况 (对应电磁铁最大电流) 极少 ,初步选择额 定推力为 140N ,额定电流为 1. 5A 的电磁铁应能基本 满足工作要求 。
图 1 电液比例阀液流通道示意图 Fig. 1 The flow2path sketch of the electro2hydraulic
proportional valve
1. 1 稳态液动力的初步计算与弹簧初步设计
现按常规方法设计 ,忽略其它处的阻力 ,如只计 节流口 1 、节流口 2 的阻力 ,由于节流口 1 、节流口 2 串联 ,则根据流体理论[3] ,流量 Q 和稳态液动力 F1 为:
Q = Q1 = A1 Cq1
2 P1 ρ
=
Q2
=
A2 Cq2
2 P2 ρ
=
A2 Cq2
2P
ρ
1
+
A
2 2
C2q2
A
2 1
C2q1
= ωXCq2
2P
ρ
1
+
ω2 X2 C2q2
A
2 1
C2q1
(1) F1 = ρQ ( V1cosθ1 - V2cosθ1) =
2 A1 A2
A
2 1
C2q1
Cq1 Cq2 P + A22 C2q2
(
A
2
Cq2
CV1co
sθ1
-
A1 Cq1 CV2cosθ2)
(2) 其中 : P 为阀上的总压降 ,取实验实际值 P = 14MPa ; Q1 、Q2 为节流口 1 、2 处的流量 ; P1 、P2 为节流口 1 、2 处的压降 ; A1 、A2 为节流口 1 (4 个) 、节流口 2 的过流 面积 ; A1 = 4π( d1/ 2) 2 , A2 = ωX ; d1 为节流口 1 直
1 问题的提出
图 1 是用于某型号装甲车辆上半主动悬挂的电
液比例控制阀的通道示意图 ,在流通通道中 ,有四个 圆形节流口 1 和两个矩形节流口 2 。节流口 1 为厚壁 小孔 ,节流口 2 为薄壁小孔 ,通过改变阀芯的位置来 改变节流口 2 的通流面积 。已知阀进出口的压降为 14MPa ,试设计出合适的弹簧 。使阀能在最小的电流 下 (最小功耗下) 达到全开和全闭 。 由于阀芯受到稳态液动力 、弹簧力 、电磁铁推力 和摩擦力 、瞬态液动力的作用 ,主要受到稳态液动力 F1 、弹簧力 F2 、电磁铁推力 F3 的作用 ,它们之间的关 系为 :
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第 1 期 汪国胜等 : 电液比例阀的设计与实验研究
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最小功率 (电流为零) ,弹簧力要单独克服阀的稳态液 动力 ,这时 ,弹簧的预压力要稍大于阀的最大稳态液 动力 ,为此在进行弹簧的设计前 ,要对阀的最大稳态 液动力进行计算或估计 。在设计中 ,如果最大稳态液 动力计算值比实际值偏大 ,这往往导致弹簧预压力过 大 ,造成对电磁铁要求过高或阀不能全关 ,如果最大 稳态液动力计算值比实际值偏低 ,则容易造成阀不能 全开 。所以说这一步是整个电液比例阀设计的关键 。 如果这一步出现较大偏差 ,那么设计出来的阀就不能 很好地满足要求 。
Abstract : The design of the spring is the most difficult question in the design of components used in the complex electro2hydraulic proportional valve. Base on the much more tries and the researches in the design of the electro2hydraulic proportional throttle valve ,the author summarizes the designing methods and the verifying ways. Key words :electro2hydraulic proportional valve ; hydraulic pressure ; the partial drag index ; liquid angle
0 引 言
弹簧是电液比例阀中的关键的部件 ,其与一般机 构中弹簧的设计有较大区别 ,它的设计要考虑到预紧 力的大小 、自由长度 、外径 、簧丝直径 、电磁铁推力 、液 动力 、摩擦力等因素相匹配 ,它的好坏直接影响到阀 工作时的线性度 、稳态特性 、开关特性等性能的好坏 。 主要表现为设计弹簧的极限力难以确定 ,极限力过大 和过小都不能使比例阀达到预定的要求和最优的性 能 ,所以说它的设计是整个阀设计的核心环节 。下面 结合某国防项目中电液比例阀的改进 、设计来阐述与 弹簧设计紧密相关的二个问题 :稳态液动力的估计问 题与弹簧预压力调节问题的设计思路和方法 。