节流槽阀口的流量控制特性研究

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1、．应用研究·俞宏福贾文华殷晨波节流槽阀口的流量控制特性研究节流槽阀口的流量控制特性研究俞宏福，贾文华，殷晨波(1．三一重机有限公司，江苏昆山215300)(2．南京工业大学车辆与工程机械研究所，江苏南京210009)摘要：对半圆形、单三角形、三角半圆形和双半圆形节流槽阀口的流量系数进行了研究。基于阀口的流量压差特性试验，在已实现程序化计算阀13通流面积的基础上，获得了上述4种节流槽阀口的流量系数及其变化规律，对节流槽滑阀的设计及其流量精确预测具有重要实用价值。关键词：滑阀；节流槽；流量系数中图分类号：

2、TH137文献标识码：B：之章编号：1672—1616(2011)07—0073—03在工程机械中，总是希望通过减小控制阀的调1节流槽阀口的结构形式及参数选节梯度来提高调节精度，以减少换向或调节时的压择力冲击，从而保证整机运行的平稳性、可靠性及操滑阀中所用的节流槽的结构形式很多，图l列作的舒适性。节流槽阀口的水力半径大，抗阻塞性出了几种节流槽结构，如单三角形、半圆槽形以及能好，面积梯度容易控制，其流量微调性能优多种形状的组合形式等。节流槽对流量的节流控良

3、2J。但节流槽腔内的流动比较复杂，传统意制特性

4、取决于其阀口面积和流量系数，节流槽阀口义上流量系数的常数化取值在节流槽上并不能适面积反映了节流槽的通流几何尺寸，流量系数反映用l3J，有关节流槽阀口的流量系数的系统研究还了节流槽结构对液流的局部阻力特性及局部阻力有待深入研究。对节流槽通流能力的影响。图1节流槽结构形式单三角形、三角半圆槽组合形、半圆槽形、双半节流槽的具体尺寸见表1。实验中采用的节圆槽形的结构尺寸参数如图2所示。流槽在阀芯圆周上均匀布置，节流槽数均为2。盛ll

5、＼＼譬擘r((

6、：2011—03一O2作者简介：俞宏福(1963一)，男，安徽芜湖人，j一重机有限公司高级工程师，硕士，主要研究方向为高效节能技术、智能控制、计算仿真等。742011年4月中国制造业信息化第4O卷第7期表1节流槽结构参数图2和表1中节流槽参数的具体含义如下：实验初始条件：(1)压力入口边界条件为r1为半圆节流槽的半圆半径；h为半圆、单三角形3．0MPa；(2)压力出口边界条件为0．8MPa；(3)油槽和组合节流槽的第一级槽的槽深；L为半圆、单液密度为889kg／m3。三角形槽和组合节流槽的第一级槽的槽

7、长；L12为由液压阀口压力流量的特性通用公式：组合节流槽的第二级槽的槽长；r为组合节流槽q=Ca·A·√2Ap／p(1)的第二级槽的半圆半径；h2为组合节流槽的第二可得：级槽的槽深；L2为组合节流槽的第一级槽的总槽Cd=q／A·~／p／2Ap(2)长；p为单三角形槽的_r)具投影角。式中：流量q和压力差Ap为实验数据，单位分别为L／rain、MPa，在本实验中Ap=2．2MPa。实验2节流槽流量特性的实验装置所用的节流槽的阀VI面积已由程序计算获得[引，如图3所示，步进电机将旋转运动传递给丝实验阀芯节

8、流槽的阀口面积如图4所示。杆，通过丝杆螺母将旋转运动转变为直线运动，阀芯连接板将直线运动传递给阀芯，实现阀芯步图4节流槽阀口面积1一油箱；2一电机；3-变量泵；4-溢流阀；5一背压阀；6-电机；3结果与分析7一丝杆；8一被试阀；9一压磁式力传感器；10，12一压力传感器；根据式(2)代人进出15压差Ap=2．2MPa、流11一流量传感器；13-数据采集卡；14一计算机；量实测值q(如图5所示)和节流槽阀15面积计算15一电机驱动板值A，可得出流量系数Cd，如图6所示。图3实验原理图从图6可以看出，节流

9、槽阀口的流量系数随阀进[3]。每个被试阀芯上布置有一种节流槽。变量口开度变化而变化，当zlmm到阀口全打系统通过流量传感器、压力传感器和压磁式力传感开，流量系数有平缓上升趋势；对于半圆形槽和双器分别采集被试阀的流量、压力和阀芯的液动力。半圆形槽在整个阀芯移动过程中，流量系数均变化系统选用的进出口压差为2．2MP

10、a，此压差可以避平缓。从图6流量系数曲线可知，在不同阀口的移免发生气穴l4l，阀内流动可视为单向流。动区段流量系数可以取不同的确定数值。半圆形．应用研究．俞宏福贾文华殷晨波节流槽阀口的流量控制特性研究槽的流量系数变化最平缓可以取为0．60；双半圆流量系数反映了节流槽阀口局部的液阻特性，形槽的流量系数在=2mm时取0．40，其余区段流量系数越大，阀口液阻越小，在相同压差下，通过可以约取为0．61；单三角形在z=Imm，三角半圆阀口的流量越多。在阀口的中间区