电液比例控制阀的组成和运作机制

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：故连续调节控制电流时,先导阀的调定压力p1 也成正比地连续变化。一般用电液比例减压阀作为先导阀,利用比例减压阀的出口压力来控制液动换向阀的正反开口量,从而控制液压系统的流量大小和液流方向。当p1 的作用力与电磁力相等时,减压阀处于平衡状态,液动换向阀有一个相对应的开口量。当输入电信号给比例电磁铁7 时,液动换向阀向左移动,B 腔与压力油p 相通,油液换向。

根据控制的参数和用途的不同,比例阀可分为比例压力阀、比例流量阀和比例方向阀。下面对这几种阀作简单介绍。

(1)电液比例压力阀

比例压力阀也分为直动式和先导式两大类。在先导式比例压力阀中,关键部件是比例先导阀。比例先导阀可以和溢流阀、减压阀、顺序阀组合成先导式比例溢流阀、先导式比例减压阀和先导式比例顺序阀。主阀部分和本章第二节中讲述的溢流阀、减压阀、顺序阀原理相同,结构大同小异。

比例先导阀的工作原理如图4.67(a)所示,4.67(b)是其图形符号。

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图4.67　比例先导阀原理

(a)结构原理　(b)符号
1—锥阀;2—弹簧;3—带球头的导杆;4—比例型电磁铁本体;5—线圈;6—推杆;7—衔铁;8—手动调压螺钉;9—轴承;10—空气排出阀

当比例型电磁铁4 的线圈5 通电时,则产生电磁力,电磁力的大小和线圈中的电流成正比。衔铁7 在电磁力作用下向左移动,通过钢球3 和传力弹簧2,将电磁力传到锥阀芯1 的右端,锥阀在弹簧力作用下紧紧地压在阀座上。液压油从压油口进入并在锥阀芯的左端作用有液压力。二者平衡,弹簧2 受到一定程度的压缩。所以锥阀芯的上游压力p1 正比于线圈5 中的电流,锥阀芯的下游通油箱压力为零。

从图4.66 可知,比例型电磁铁的有效工作行程为1.5 mm 左右。在比例先导阀中,锥阀芯的最大开口量和弹簧的最大变形量之和约为1 mm,故可保证比例型电磁铁在有效工作行程中工作。在有效工作行程内,电磁力的大小只决定于线圈中控制电流的大小而和衔铁(推杆6)的位移无关。故连续调节控制电流时,先导阀的调定压力p1 也成正比地连续变化。

传力弹簧2 只起传递力的作用,和普通先导阀的调压弹簧不同,它不需要预压缩量。所以刚度可以较大,弹簧刚度不影响阀的静特性。因为阀的流量变化时,虽然锥阀的开启度发生变化,但只要比例型电磁铁的控制电流不变,弹簧的压缩量也就不变。

当比例型电磁铁出现故障时,用手动调压螺钉8 可以调压。若压力摆动严重,可将放气阀10 的钢球压下,排出空气。

本阀也可以作为直动式比例溢流阀单独使用。

(2)电液比例流量阀

图4.68 所示为电液比例调速阀,现以比例调速阀为例说明比例流量阀的工作原理。

当比例电磁铁5 的线圈上通有控制电流时,电磁力通过推杆4 作用于节流阀芯的右端,节流阀芯3 左移压缩弹簧,弹簧反力作用于阀的左端。当电磁力和弹簧力平衡时,阀芯3 处于平衡位置,形成的节流口开口度为h。

当h 很小时,可认为节流阀的通流面积和h 成正比,又因减压阀芯1 的调节作用,使节流口上下游的压力差为常数,故可认为调速阀的出口流量和节流开口度h 成正比,和比例型电磁铁中的控制电流成正比。只要改变控制电流的大小,即可改变调速阀出口流量的大小。当控制电流不变时,阀的出口流量保持稳定。

在比例型电磁铁的线圈上,除控制电流外,可加上颤振电流分量使节流阀芯3 产生高频、小振幅的振动,消除节流口的阻塞现象。所以比例调速阀比普通调速阀可得到更小的稳定流量。

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图4.68　比例调速阀

(a)结构原理　(b)符号
1—减压阀芯;2—节流阀弹簧;3—节流阀芯;4—推杆;5—比例电磁铁

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图4.69　电液比例方向阀

1—减压阀芯;2、3—油道;4、7—比例型电磁铁;
5—液动阀芯;6、8—节流阀;9—连接板

(3)电液比例方向阀

图4.69 所示为电液比例方向阀,它是由液动换向阀、减压阀和比例型电磁铁3 部分组成。一般用电液比例减压阀作为先导阀,利用比例减压阀的出口压力来控制液动换向阀的正反开口量,从而控制液压系统的流量大小和液流方向。

当比例型电磁铁4 的线圈上通有控制电流时,电磁力通过推杆使减压阀芯1 向左移动。这时压力油p 经减压阀减为p1,从油道3 进入液动阀5 的左端,推动阀5 向右移动,使A 腔与压力油p 相通。在油道3内设有反馈孔2,将p1 引至减压阀的左端,形成压力反馈。当p1 的作用力与电磁力相等时,减压阀处于平衡状态,液动换向阀有一个相对应的开口量。

当输入电信号给比例电磁铁7 时,液动换向阀向左移动,B 腔与压力油p 相通,油液换向。

加在比例型电磁铁上的电流越大,阀芯的位移也越大,阀口开启度也越大,流量也就越大。可见通过比例方向阀的油液流量大小和液流方向可以由输入电信号进行连续控制,在改变液流方向的过程中,还改变了流量的大小。

在液动换向阀的两端盖上分别设有节流阀6 和8,可以根据需要调节液动换向阀的换向时间。此阀安装在连接板9 上。

电液比例控制阀的组成和运作机制

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