关于气动阀临界压力比b及其流量公式的探讨

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1、HydraulicsPneumatics&Seals/No.2.2011关于气动阀临界压力比b及其流量公式的探讨司冀王永盛史维祥（西安交通大学SMC气动技术中心，陕西西安710049）摘要：本文对ISO6358标准规定的表述元件流量特性的两个参数声速流导C和临界压力比b进行了研究，提出临界压力比b合理选定的新建议并和原测定方法进行比较，分析其合理性。对元件音速段和亚音速段流量公式进行研究，通过大量实验及理论分析，提出了准确度高、简单和使用方便的新流量计算公式。关键词：声速流导；临界压力比；新流量计算公式中图分类号：TH138.1文献标识码：A文章编号：1008-0813（2011）

2、02-0047-05AnApproachtoCriticalPressureRatiobandItsFlow-rateFormulasforPneumaticValveSIJiWANGYong-shengSHIWei-xiang（Xi’anJiaotongUniversitySMCPneumaticTechnologyResearchCenter,Xi’an710049，China）Abstract:Inthispaper,thesonicconductanceCandcriticalpressureratiob,whichrepresentflowcharacteristicso

3、fthepneumaticelementsinaccordancewiththeISO6358,areresearched.Theproposalforcriticalpressureratiobnewdefinitionispresented,whichiscomparedwithoriginalmethodtoanalyzethereasonablenessofnewmethod.Theflow-ratecalculationformulasofsonicandsubsonicsectionarestudied.Throughagreatdealofexperimentsand

4、theoreticalanalysis,ahigherprecise,simpleandconvenientflow-rateformulaisputforward.KeyWords:sonicconductance；criticalpressureratio；newflow-rateformula0引言ISO6358标准规定用声速流导C和临界压力比b作为表述气动元件流量特性的两个特性参数[1]。由于难以保证两个特性参数测量及计算的准确性，因此通过它们来计算气动元件的流量特性曲线，其准确性难以保证[2]。基于上述问题，本文通过对气动阀进行大量实验，对声速流导C和临界压力比b进行分析

5、，并依据合理的b值，推导出新的气动元件流量公式。1-气源2-过滤器3-截止阀4-上游压力比例阀5-电磁阀6-电磁阀驱动电路7-电磁阀电源8-小流量传感器1气动阀流量特性曲线测定9-大流量传感器10-温度传感器11-上游压力传感器12-被测阀1.1测试回路及测试系统13-下游压力传感器14-下游压力比例阀15-消声器针对ISO6358标准规定的测试方法“费时费气”的图1改进后的计算机测试系统缺点，我们对其进行了改进（见图1），新的系统可方便1.2测试结果快捷地直接得到气动元件流量特性曲线并且直接给出根据改进的测试系统，对气动阀VQ4201进行多组声速流导C和临界压力比b，新系统大大提

6、高了气动阀实验，图2为其中一实例。以往发表的论文常只对阀在流量特性的测试效率，节省了能源，提高了测试精度。一两个压力及开口量下做简单几组实验，这样不能代表整个阀工作范围内的流量特性，如节流阀、减压阀等收稿日期：2010-10-8都在不同压力及开口下工作。后面我们所有的实验都作者简介：司冀（1985-），男，硕士研究生，西安交通大学机械工程学院机进行了此方面研究，并且为使所得结果可靠，曾试验了械电子工程专业，现从事流体传动领域的科学研究。大小两种换向阀。47液压气动与密封/2011年第2期践证明，这种方法计算出的b值不能够反映出气动元件实际气动性能[4]。Δpp1b=1-（2）q2m

7、1-1-（）*姨qm既然b值是在气动元件流量特性曲线上来定义的，b值就应直接从实验曲线上来确定，这样就避免了图2阀芯开度x=0.2mm时气动阀流量特性曲线由理论公式本身的问题对计算b值的影响。本文建议2关于声速流导C与临界压力比b的在流量特性曲线上用0.95Q*对应的压力比值作为该m气动元件的临界压力比b值（见图5）。研究根据气动阀的实验数据，对C与b这两个特性参数进行分析。2.1声速流导CISO6358规定以公式（1）计算声速流导C，这里分析其与气动阀上游压力和阀芯