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            [分享] 流量控制與壓力控制閥芯

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            發表于 2020-5-3 18:19:11 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
            本帖最后由 電液愛好者 于 2020-5-3 18:28 編輯

            流量控制與壓力控制閥芯


                 “通常來說,大部分應用都可使用流量控制閥芯(FC閥芯),經過補償器保持壓差穩定,即可實現與負載無關的流量控制;但在特定應用中,系統的慣性可能會導致震蕩,對設備的安全運行造成影響,壓力閥芯(PC閥芯)的合理使用,可有效抑制這種震蕩的出現。


            多路閥中,閥芯是一個十分重要的部件,閥芯的設計一定程度上決定了油口流量與閥芯位移的映射關系,那么流量控制閥芯與壓力控制閥芯又有什么樣的區別呢?


            1 流量控制閥芯(FC閥芯)

            通常來說,大部分應用都會使用流量控制閥芯(FC閥芯),因其可精確控制油口輸出流量,精準控制負載運動速度。其基本原理如下圖所示,主閥芯猶如可變節流孔同時控制P-A/BA/B-T的流量。

            上圖中Pl是負載壓力(由負載決定),作用在補償器的彈簧腔;補償器的另一腔與Pc壓力相聯通。正常工作時,Pc壓力始終比Pl壓力高彈簧力(約7bar),根據流量公式,這就意味著輸出流量始終與主閥芯的開口面積成直接比例關系。流量控制閥芯的特點是:固定的閥芯位移將會輸出固定的油口流量,而與負載變化無關。

            流量控制閥芯在震蕩系統中如文章開始時提到,系統的不穩定常見于高慣性系統中。類似的情況如下示例:

            在任何時刻,補償器始終致力于保持主閥芯上的壓差一致,并且跟隨執行機構反饋到閥芯的壓力震蕩。當負載壓力不斷變化,補償器將會以相同頻率進行跟隨,使得閥輸出不變的流量。因此流量控制閥芯能提供恒定的流量,但不能實現減震的功效

            2 壓力控制閥芯(PC閥芯)

            丹佛斯在上世紀90年代推出了PVG32壓力控制閥芯(PC閥芯),以克服壓力不穩的問題及更好地控制平衡閥的開啟。
            壓力控制閥芯與流量閥芯類似,猶如可變節流孔以調節P-A/B和A/B-T的流量,但還多了一個Ls-T控制回路,使補償器后的壓力作為Ls系統的一部分,位于補償器后、主閥芯節流槽前,通過驅動閥芯,Ls壓力將通過一個固定和可變節流孔反饋。見下方示意圖:

            壓力控制閥芯(PC閥芯)基本原理:


            Pc經過一個固定節流孔和可變節流孔(開口與閥芯行程相關)連通到油箱,當閥芯剛打開時可變節流孔全開,閥芯滿行程時,可變節流孔全關。這就意味著Ls壓力信號受可變節流孔來調節。下圖為壓力閥芯的特性:

            PC閥芯

            圖中:

            Adrain:Pc到T的可變節流面積(控制Ls信號)

            A(Pc-Pl):閥芯開口面積與閥芯位置的關系

            Pl:負載壓力

            Pc:受控的Ls壓力+彈簧壓力

            Ql:閥輸出流量


            從上圖看到,固定的閥芯位移將得到固定的Pc壓力,隨著閥芯位移增加,Pc也隨之增大。當Pc大于Pl,開始有流量輸出。也就是說,閥芯的死區根據負載變化是變化的。下圖展示了B口壓力閥芯的剖視圖。




            固定的閥芯位置將得到固定的Pc壓力。上圖中負載壓力Pl在震蕩,同時,作用在主閥芯上的壓差(Pc-Pl)在變化,從而導致輸出流量變化,輸出流量Ql如上圖虛線所示。流量與閥芯壓差相關,如圖中的&#8710;P1和&#8710;P2。
            壓力閥芯用于震蕩系統中是十分有益的。這樣的閥芯設計使得流量隨著負載變化而變化,提供了較好的減震效果。

            壓力控制閥芯與平衡閥

            壓力控制閥芯的另一個用途是控制平衡閥。通常來說,平衡閥的基本功能是保證執行機構不會誤動作。

            當使用平衡閥控制負載時,壓力閥芯會更加體現出優勢。


            平衡閥可以被先導壓力油打開,也會在負載壓力達到溢流設定壓力(上圖中的可調彈簧)時打開。如上圖,當經過平衡閥下放負載時,壓力閥芯在A口建立壓力,該壓力將作為先導壓力用來打開B口的平衡閥。在A口壓力的作用下,平衡閥將會受控開啟。如果配合使用壓力控制閥芯,Pc壓力與閥芯位移成比例,最終平衡閥的開啟將與閥芯位置成比例。


            如果使用流量閥芯,閥芯行程固定則油口流量是固定的,當壓力升高到一定值可以打開B口的平衡閥;當負載加速下降,A口壓力將會降低,當壓力低至先導控制需要的壓力值以下,將不能打開平衡閥。因平衡閥在開啟和關閉之間切換,導致系統變得不穩定,出現震蕩下降的情況。

            總結:大多數的應用都可以使用流量閥芯來控制,其提供了與負載無關的流量控制。在某些具體的應用中,如確定系統會出現或已經出現穩定性問題,可以使用PVG壓力閥芯替代傳統的流量閥芯,其可最大程度減少大多數的震蕩現象。

            在使用平衡閥控制負載的情況下,壓力閥芯可以提供巨大的價值;而壓力閥芯與流量閥芯的組合可為特定的應用提供優秀的控制性能。
            -END-

            (本文為作者原創,未經許可請勿復制轉發)




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          1. TA的每日心情
            開心
            昨天 07:54
          2. 簽到天數: 1211 天

            [LV.10]以壇為家III

            2#
            發表于 2020-5-5 08:33:08 | 只看該作者
            深入淺出,受益匪淺!

            該用戶從未簽到

            3#
             樓主| 發表于 2020-5-5 09:05:39 | 只看該作者
            kinghowe 發表于 2020-5-5 08:33
            深入淺出,受益匪淺!

            多謝肯定,定期交流
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