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1、第18卷 第1期流体力学实验与测量Vol.18,No.12004年03月ExperimentsandMeasurementsinFluidMechanicsMar.,2004文章编号:100723124(2004)0120048205电液比例阀的设计与实验研究汪国胜,凌 云,樊庆华(中国北方车辆研究所,北京 100072) 摘要:在电液比例阀的设计与计算中,弹簧的设计与计算一直是设计人员头痛的问题,在设计电液比例阀的过程中,本文作者通过大量实验和研究,总结出了电液比例阀中弹簧的设计与检验方法。 关键词:电液比例阀;液动力;局部阻力系数;液流角X 中图分类号:V211
2、.7文献标识码:AThedesignandexperimentalinvestigationofelectro2hydraulicproportionalvalveWANGGuo2sheng,LINGYun,FANQing2hua(ChinaNorthVehicleResearchInstitute,Beijing100072,China)Abstract:Thedesignofthespringisthemostdifficultquestioninthedesignofcomponentsusedinthecomplexelectro2hydraulicproport
3、ionalvalve.Baseonthemuchmoretriesandtheresearchesinthedesignoftheelectro2hydraulicproportionalthrottlevalve,theauthorsummarizesthedesigningmethodsandtheverifyingways.Keywords:electro2hydraulicproportionalvalve;hydraulicpressure;thepartialdragindex;liquidangle液比例控制阀的通道示意图,在流通通道中,有四个0 引 言圆形
4、节流口1和两个矩形节流口2。节流口1为厚壁 弹簧是电液比例阀中的关键的部件,其与一般机小孔,节流口2为薄壁小孔,通过改变阀芯的位置来构中弹簧的设计有较大区别,它的设计要考虑到预紧改变节流口2的通流面积。已知阀进出口的压降为力的大小、自由长度、外径、簧丝直径、电磁铁推力、液14MPa,试设计出合适的弹簧。使阀能在最小的电流动力、摩擦力等因素相匹配,它的好坏直接影响到阀下(最小功耗下)达到全开和全闭。工作时的线性度、稳态特性、开关特性等性能的好坏。 由于阀芯受到稳态液动力、弹簧力、电磁铁推力主要表现为设计弹簧的极限力难以确定,极限力过大和摩擦力、瞬态液动力的作用,主要受到
5、稳态液动力和过小都不能使比例阀达到预定的要求和最优的性F1、弹簧力F2、电磁铁推力F3的作用,它们之间的关能,所以说它的设计是整个阀设计的核心环节。下面系为:结合某国防项目中电液比例阀的改进、设计来阐述与F1+F2=F3弹簧设计紧密相关的二个问题:稳态液动力的估计问 弹簧是线性元件,其弹力与压缩量成正比。它装题与弹簧预压力调节问题的设计思路和方法。在阀中,要求有一定的预压缩量,以克服稳态液动力、瞬态液动力以及摩擦力。由于瞬态液动力与摩擦力1 问题的提出[2]比较小(经计算不足1N),所以主要是克服稳态液 图1是用于某型号装甲车辆上半主动悬挂的电动力和电磁铁推力,当阀全
6、开时,为了保证电磁铁的X收稿日期:2002212204;修订日期:2003209208;基金项目:国家兵器科学基金资助项目作者简介:汪国胜(1971-),男,安徽省潜山县人,工程师.研究方向:车辆半主动悬挂.©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 第1期 汪国胜等:电液比例阀的设计与实验研究49最小功率(电流为零),弹簧力要单独克服阀的稳态液径,d1=4mm;ω为矩形节流口2(2个)的面积增益,ω动力,这时,弹簧的预压力要稍大于阀的最大稳态液=2×2=4mm;
7、X为节流口2面积梯度,X=0～4mm;动力,为此在进行弹簧的设计前,要对阀的最大稳态Cq1、Cq2为节流口1、2处的流量系数,取Cq1=0.82,液动力进行计算或估计。在设计中,如果最大稳态液Cq2=0.61;CV1、CV2为节流口1、2处的速度系数,取动力计算值比实际值偏大,这往往导致弹簧预压力过CV1=0.82,CV2=0.97;V1、V2为节流口1、2处的工作大,造成对电磁铁要求过高或阀不能全关,如果最大液进出口速度;θ1、θ2为节流口1、2处液流角,θ1取稳态液动力计算值比实际值偏低,则容易造成阀不能实际角度45°,θ
