2D数字式电液比例换向阀动态特性实验研究

由于摩擦力、液动力等因素的影响,直动式电液比例换向阀很难实现大流量控制,而导控式比例换向阀无法实现零压下工作,针对直动式和导控式电液比例换向阀的缺点,提出了一种结构简单、流量大并具有全桥式位置反馈的新型电液比例换向阀--2D数字式电液比例换向阀。该阀由2D换向阀、压扭联轴器和比例电磁铁等组成。在分析该阀的结构和工作原理基础上,对该阀进行了动态试验。实验表明：2D数字式比例换向阀频宽可达18 Hz,具有良好的动态特性。     

振动环境下2D电液比例伺服换向阀动静态特性的研究

针对振动环境下的液压系统对可靠的高压大流量比例伺服换向阀的需求,及实际高端液压系统中的新要求,提出了一种紧凑型大流量2D电液比例伺服换向阀。分析了该阀的螺旋伺服机构工作原理,建立了数学模型,推导了导控级流量方程,并基于振动环境下推导了主阀芯的力学平衡方程,利用Matlab进行了动态响应仿真分析,进行了静动态特性相关实验。研究结果表明:仿真分析、数学解析与实验三者所得到的结果基本吻合;并且在振动环境下叠加颤振后,滞环为2. 9%,且静态特性良好,对应-3 d B、-90°的频宽约为85 Hz,动态特性基本符合设计要求,振动可靠性良好。     

新型2D电液比例换向阀比例控制器的设计

介绍了一种专门用于控制全桥式2D电液比例换向阀的比例控制器,叙述了其电源电路、模拟量输入接口电路、数字量输入接口电路、PWM功率放大电路及电流检测电路等硬件电路的设计,论述了其软件系统的主要工作流程,并对该比例控制器的输入输出特性进行了测试。测试结果表明,该比例控制器具有良好的稳态控制性能。     

2D电液比例换向阀阀芯卡紧力分析

针对2D电液比例换向阀阀芯卡滞现象,应用缝隙流动原理,对2D阀芯有无偏心情况下的径向卡紧力进行系统理论分析,得到2D阀芯液压卡紧力计算方法;运用MATLAB软件进行数值计算,得出2D阀芯径向卡紧力与偏心量和高低压孔夹角间的关系;根据2D阀特性,提出2D电液比例换向阀阀芯改进措施,应用Fluent 软件对阀芯表面的流场进行CFD仿真分析,比较了改进前后的流速矢量和压力分布情况,验证了改进措施的正确性。改进后的2D电液比例换向阀在中高压实验中无“卡滞”现象出现,实现了高压大流量的比例控制。     

2D电液数字换向阀

给出了一种新型电液数字换向阀.该阀在结构上利用阀芯的双运动自由度,并通过加工于阀芯上的高低压孔与加工于阀芯孔上的螺旋槽相配合构成伺服螺旋机构实现双级导控的功能;在控制上采用一种特殊的实时跟踪算法通过控制步进电动机的每相通电时间的长短实现其输出角位移的连续控制,以解决传统的步进式数字控制元件的量化误差与响应速度之间所固有的矛盾.试验结果表明该阀的主要动静特性指标已超过现有国内外相同规格不同类驱动与控制方式的比例阀的性能.     

本安型2D电液换向阀的实验研究

阐述了一种新型本安型电液换向阀的工作原理,采用了2D阀的技术,在本安型双向电磁铁与双自由度阀芯之间引入双向压扭联轴器。正常压力情况下,电磁铁输出的推(吸)力通过压扭联轴器使阀芯转动,由液压力差推动阀芯轴向移动,实现换向功能。本质安全技术作为低功率的设计技术,限制了本安型电磁铁的输出的推力,而压扭联轴器不仅可以实现位移-旋转的运动转换,还可以将电磁铁的驱动力放大,使其能有效、可靠地驱动阀芯运动,从而提高本安型换向阀的可靠性。通过对本安型二维(2D)电液换向阀实验研究,测得其启、闭特性,表明在一定压力范围内,本安型2D电液换向阀不仅可以克服液动力和摩擦力的不利影响,还具有较快的响应速度和稳定性。     

电液纯水换向阀实验研究

该文介绍了所研制的新型纯水换向阀。该阀在结构上改变传统的间隙密封为直接密封，从而实现了零泄漏。在不同压力、流量等多种条件下对所研制的纯水换向阀静动态特性进行了试验研究，分析了影响电液纯水换向阀动态特性的因素。结果表明：该阀在额定工况的压力损失低于1．1MPa，换向时间低于0．025s．换向冲击峰值低于0．8MPa。换向迅速而且换向冲击较小，阀的动态响应特性较好。连续换向达万次实验后，主要零部件无异常现象，阀换向可靠，其性能基本达到了现有同类油压换向阀的水平。     

一种新型2D电液比例方向阀的实验研究

阐述了一种新型2D电液比例方向阀的结构和工作原理。对基于该工作原理制成的4台6mm通径2D电液比例方向阀样阀进行实验研究,测试了阀在7MPa系统压力下的空载流量特性。研究结果表明这种2D比例方向阀具有良好的流量特性。     

二维电液比例换向阀动态特性及稳定性分析

二维电液比例换向阀兼具直动式和导控式比例阀的功能:正常工作压力下,比例电磁铁输出的推力通过压扭联轴器使阀芯转动,阀敏感腔的压力差动变化,驱动阀芯轴向移动,与此同时阀芯反向转动,敏感腔的压力又逐渐恢复为原来的值,阀芯到达一个新的平衡位置,实现对阀芯位移的液压先导比例控制;当工作压力为零时,则由比例电磁铁直接驱动阀芯。在正常的工作过程中,压扭联轴器不仅可以实现直线-旋转运动转换,还可将比例电磁铁的驱动力放大,使其能有效、可靠地驱动阀芯转动,从而提高其比例控制性能和工作可靠性。通过2D阀的建模、动态仿真及稳定研究,弄清2D阀的关键结构和工作参数对动态特性的影响,并建立2D阀的稳定条件,为其结构设计和优化提供理论依据。对2D阀试验研究,测得直动与导控两种工作状态下主要性能曲线与指标,试验表明2D电液比例换向阀不仅可以实现直动和导控的功能,而且通过先导控制可以有效克服液动力和摩擦力的不利影响,同时也证明了2D阀具有较快的响应速度和很好的稳定性。     

插装式2D电液比例流量阀的特性研究

电液控制元件的插装化是目前移动式液压控制系统的主流发展趋势。现有的2D比例阀面向传统工业液压领域,其受到液压桥路以及压扭联轴节结构限制,无法实现插装化。提出一种新型插装式2D电液比例流量阀的结构原理,在电-机械转换器与半桥式2D阀本体之间引入双向滚子联轴节,以此实现力传递、阀芯位置反馈和阀芯直线-旋转运动的转换功能。基于线性理论推导了阀的特性方程,并利用Nyquist判据判定了阀的工作稳定性;为实现优化设计,建立基于AMESim、ADAMS和Matlab/Simulink平台的联合仿真模型,研究诸关键结构参数对动态特性的影响。最后设计并制造了样机,搭建了滚子联轴节和插装式2D阀的试验台架,研究联轴节的静动态特性及阀样机的空载流量特性、负载流量特性、泄漏特性以及频响和阶跃特性等。试验结果表明样机具有良好的工作性能。当预载荷为40 N时,联轴节的最大输出扭矩为2.3 N·m,输出角位移为0.42°,滞环为5.25%,响应时间为32.5 ms;当供油压力为12 MPa时,阀样机的空载流量为61.5 L/min,滞环为6.32%,阶跃时间为68.5 ms,幅频频宽为19.7 Hz,相频频宽为22.1 Hz。研究表明,插装式2D阀具有较好的静动态特性,是移动式电液控制系统流量控制阀的一种较理想解决方案。     

一种2D电液比例阀的研究与设计

基于2D阀的基本工作原理—阀芯轴向运动对其旋转运动的跟随作用,同时采用节能的、小推力的比例电磁铁作为电-机械转化器,提出了一种2D电液比例阀的设计方案。设计了2D电液比例阀的结构和压扭联轴器,并对其建立数学模型和进行仿真分析。仿真结果表明,当系统压力为28 MPa时,2D电液比例阀的阶跃响应时间为21 ms,而-3 dB时对应的频宽为16.4 Hz。     

正开口2D数字伺服阀的静态特性实验研究

为了考核2D数字伺服阀加工一致性,该文分析了2D数字伺服阀的结构和工作原理,在此基础上,对8台12.5mm通径的正开口2D数字伺服阀进行了静态特性实验研究,测试其空载流量特性曲线和零位泄漏曲线。实验表明正开口2D数字伺服阀具有理想的静态特性和较低的导控级零位泄漏,且2D数字伺服阀具有较好的加工一致性。     

电液比例溢流阀静态性能的计算机辅助测试

介绍了自主研发的电液比例溢流阀性能测试系统,该测试系统自动化程度高,提高了测试精度、效率和可靠性,能完成出厂检验的各项指标,为进一步提高比例溢流阀的性能提供了很好的帮助。实际测试结果验证了该测试系统的合理性和可靠性。     

电液比例溢流阀动态特性研究

研究了一种普通的先导式电液比例溢流阀,建立了其动态数学模型,采用Simulink的动态仿真和试验研究的方法,对其动态特性进行了研究,根据其仿真和试验结果得到了具有良好动态特性的电液比例溢流阀设计参数,为液压仿真系统的研究提供了一种比较通用、快捷的方法.     

滚珠丝杠压扭型2D电液比例方向阀动态特性研究

提出了一种滚珠丝杠型压扭联轴器,该联轴器能将输出力放大约20倍,有效地解决了因比例电磁铁磁饱和造成直动比例方向阀无法实现大流量的问题。该联轴器将2D方向阀和比例电磁铁相连接,利用压扭放大驱动技术,将电磁力转化为阀芯左右两端不平衡的液压力,以克服摩擦力、卡紧力和液动力等非线性因素的影响。对主阀P-A处与导控级的压力分布和流场分布进行了仿真分析,理论与实验研究表明：压扭联轴器有效地放大了电磁力,在流量约为210L/min的情况下,阀的阶跃响应约为0.35s,该阀-90°频率为4Hz左右。叠加一定颤振对改善阀的阶跃响应不明显,但能较好保证阀芯位移与电磁铁位移之间的跟随性。