先导式减压阀的性能测试与改进

先导式减压阀的性能测试与改进

在液压测试系统上进行实验，通过分析先导式减压阀流量特性，压力特性与压力阶跃响应特性曲线，改进先导式减压阀各项参数，起到提高先导式减压阀性能的目的。

标签：先导式减压阀；静态特性；动态特性

现在技术界通过优化先导式减压阀的各项参数来提高液压与气压系统的安全性，准确性和节能性等，例如由于蒸汽系统的负荷波动较大，不恰当的气压系统的选型对系统节能与设备安全均可能带来非常不利的影响，所以工业上对于减压阀的设计就是至关重要的。优化先导式减压阀的各项参数就可以解决工业生产中的很多问题。

1 先导式减压阀静态的特性

1.1 流量特性与压力特性介绍

先导式减压阀入口流量q不变的前提下，减压阀的出口压力p2随进口压力p1的变化情况，称为其压力特性。减压阀入口压力p1不变的前提下，减压阀的出口压力p2随进口流量q的变化情况，称为其流量特性。

1.2 静态特性的分析如下

由式1可以表明，出口压力受先导阀弹簧变化量x ，主阀弹簧变化量y，和稳态液动力影响三方面因素的影响。而它们都与流入主阀的流量有关，则出口压力受流经主阀的流量变化的影响，为了保证流经减压阀的流量变化时，出口压力基本不变。我们使y>cd2πdsin（2φ），并且还需要适当增大主阀阀芯的直径D。适当的增大主阀阀芯的直径的原因是：当进口压力增大时，采用上述方法则第三项稳态液动力出口压力的影响较大。从而会出现当进口压力p1持续增大的时侯，出口压力p2会出现略有所下降的现象。

在忽略它的阀芯的自重和摩擦力和稳态液动力之后流量特性的平衡方程为：

2 先导式减压阀动态特性

2.1 先导式减压阀动态特性介绍

减压阀动态特性的主要测试就是减压阀压力阶跃响应特性。减压阀的阶跃特性是指减压阀开始工作时其减压阀的出口压力迅速升高并一直上升到超过其调定的压力值，在逐渐衰减稳定到它的调定压力值的过程。

2.2 先导式减压阀动态曲线的测试结果

2.3 先导式减压阀动态性能的各项指标

先导式减压阀的动态方程为：

（1）先导式减压阀的主阀阀芯的受力平衡方程

二阶系统的阻尼比和无阻尼自然频率对系统瞬态响应的各项指标都有影响，所以我们必须选取合适的阻尼比和无阻尼自然频率，在阻尼比不变的情况下，则超调量不变，无阻尼自然频率的增大，可以缩短响应时间，调整时间，和升压时间。也就是说可以提高系统的快速性。总而言之，无阻尼自然频率的增大对提高减压阀系统的性能有利。

在無阻尼自然频率不变的情况下，增大震荡环节的阻尼比，就会减少超调量，增加系统的稳定性。因为主阀阀芯的质量M很大，其他变量相对较小，则震荡环节的无阻尼自然频率和阻尼比较小，则二阶震荡环节对系统的影响不容忽视。而阻尼孔会起到有效抑制二阶环节的震荡作用。

3 结束语

我们使y>cd2πdsin（2φ），并且适当的增大主阀的阀芯的直径D的大小，这样我们可以减小达到先导式减压阀额定调压范围后进口压力的变化对出口压力的影响。减压阀主阀的流量增益kqy比较大，所以微分环节的频率较大，远离工作区；二阶震荡环节对系统的影响不容忽视，而阻尼2的作用则可以有效的抑制二阶环节的震荡作用。

参考文献

[1]王德武.先导型溢流阀的动静态特性分析[J].装备制造技术，2011，

9：45-47.

[2]李云壮.液压元件与系统[M].机械工业出版社，2011.