第三章 電液控制基礎(chǔ)

1、電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ) 機電液伺服系統(tǒng)及設(shè)計機電液伺服系統(tǒng)及設(shè)計 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ) 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介 液壓控制閥概述液壓控制閥概述 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu) 電液伺服閥電液伺服閥主 要 內(nèi) 容主 要 內(nèi) 容電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介 電液控制系統(tǒng)主要由指令元件、比較元電液控制系統(tǒng)主要由指令元件、比較元件、控制放大器、電液控制閥、液壓缸件、控制放大器、電液控制閥、液壓缸（或液壓馬達）、負載和檢測元件組成。（或液壓馬達）、負載和檢測元件組成。比較元件比較元件被控量被控量指令指令元件元件檢測元件檢測元件控制控制放大器放大器電液電液控制閥

2、控制閥液壓缸液壓缸/ /馬達馬達和負載和負載電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)指令元件指令元件 可以是信號發(fā)生器、電位計、計算可以是信號發(fā)生器、電位計、計算機或其他電子器件；根據(jù)系統(tǒng)動作的機或其他電子器件；根據(jù)系統(tǒng)動作的需要發(fā)出相應的電壓信號。需要發(fā)出相應的電壓信號。 若采用計算機，可由計算機軟件發(fā)若采用計算機，可由計算機軟件發(fā)出相應的指令，由出相應的指令，由D/AD/A轉(zhuǎn)換成電壓信轉(zhuǎn)換成電壓信號。號。-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)比較元件比較元件 將控制信號與反饋信號得出偏差將控制信號與反饋信號得出偏差

3、信號。一般由包括在控制放大器內(nèi)信號。一般由包括在控制放大器內(nèi)的運算放大器完成。的運算放大器完成。-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)控制放大器控制放大器 根據(jù)配用的電液控制閥的不同，根據(jù)配用的電液控制閥的不同，有伺服控制器、比例控制器或開關(guān)有伺服控制器、比例控制器或開關(guān)式放大器等。它將輸入的電壓信號式放大器等。它將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號，并包括各種補償轉(zhuǎn)換成電流信號，并包括各種補償環(huán)節(jié)和功率放大裝置等。環(huán)節(jié)和功率放大裝置等。-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)電液控

4、制閥電液控制閥 可以是電液伺服閥、電壓比例閥可以是電液伺服閥、電壓比例閥或電液數(shù)字閥，它包括電或電液數(shù)字閥，它包括電機械轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)換器及液壓閥兩部分，可將輸入的換器及液壓閥兩部分，可將輸入的電流信號轉(zhuǎn)換成液壓量輸出，液壓電流信號轉(zhuǎn)換成液壓量輸出，液壓量即液流的壓力及流量。量即液流的壓力及流量。-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)液壓缸液壓缸/

5、 /液壓馬達液壓馬達 是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，根據(jù)液壓是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，根據(jù)液壓控制閥輸出液流的流量和壓力使活塞控制閥輸出液流的流量和壓力使活塞或軸動作。它的運動部分與負載連接或軸動作。它的運動部分與負載連接在一起，有時內(nèi)部裝有位移傳感器、在一起，有時內(nèi)部裝有位移傳感器、壓力傳感器等檢測元件。壓力傳感器等檢測元件。-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)液壓缸液壓缸-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)液壓馬達液壓馬達-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介

6、電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)負載負載 電液控制系統(tǒng)的負載就是控制電液控制系統(tǒng)的負載就是控制對象，它們和液壓缸（或液壓馬達）對象，它們和液壓缸（或液壓馬達）相連接并同時運動，它的輸出量即相連接并同時運動，它的輸出量即系統(tǒng)的控制量。系統(tǒng)的控制量。 -電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)檢測元件檢測元件 用以檢測控制量的元件，如檢測用以檢測控制量的元件，如檢測位移、速度、加速度、壓力等。它包位移、速度、加速度、壓力等。它包括傳感器及其二次儀表，使被控量轉(zhuǎn)括傳感器及其二次儀表，使被控量轉(zhuǎn)換為電壓以便測量、反饋及顯示等。換為電壓以便

7、測量、反饋及顯示等。-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ) 電液控制系統(tǒng)中的液壓控制閥、液電液控制系統(tǒng)中的液壓控制閥、液壓缸及負載往往是裝在一起的，控制壓缸及負載往往是裝在一起的，控制系統(tǒng)的性能和它們密切相關(guān)，這三者系統(tǒng)的性能和它們密切相關(guān)，這三者的組合一般稱為液壓動力機構(gòu)。的組合一般稱為液壓動力機構(gòu)。-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)計算機或微處理器計算機或微處理器被控量被控量鍵盤鍵盤檢測元件檢測元件控制控制放大器放大器電液電液控制閥控制閥液壓缸液壓缸/ /馬達馬達和負

8、載和負載CPUROMRAMD/A顯示顯示A/D計算機控制電液控制系統(tǒng)計算機控制電液控制系統(tǒng)-電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ) 使用計算機控制時，由鍵盤將所需控制的使用計算機控制時，由鍵盤將所需控制的運動型式及數(shù)據(jù)輸入計算機，根據(jù)已編制好的運動型式及數(shù)據(jù)輸入計算機，根據(jù)已編制好的軟件對電液控制系統(tǒng)進行控制。由于電壓伺服軟件對電液控制系統(tǒng)進行控制。由于電壓伺服閥或比例閥都是用模擬電量進行控制的，因此閥或比例閥都是用模擬電量進行控制的，因此在計算機和放大器之間還需要用在計算機和放大器之間還需要用D/AD/A轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模

9、擬量。而檢測元件輸出的一般數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。而檢測元件輸出的一般是模擬電量，所以在檢測元件和計算機之間還是模擬電量，所以在檢測元件和計算機之間還要用要用A/DA/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。在數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。在數(shù)控電液系統(tǒng)中，有關(guān)比較、補償及優(yōu)化、自適控電液系統(tǒng)中，有關(guān)比較、補償及優(yōu)化、自適應等功能往往可以用計算機軟件完成，控制放應等功能往往可以用計算機軟件完成，控制放大器部分只執(zhí)行功率放大的功能。大器部分只執(zhí)行功率放大的功能。 -電液控制系統(tǒng)組成電液控制系統(tǒng)組成3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)閥控系統(tǒng)閥控系統(tǒng) 由液壓控制閥利用節(jié)流原理控制流由

10、液壓控制閥利用節(jié)流原理控制流入液壓缸的流量或壓力；這種控制系入液壓缸的流量或壓力；這種控制系統(tǒng)應用比較普遍。它的動態(tài)響應較快，統(tǒng)應用比較普遍。它的動態(tài)響應較快，但系統(tǒng)的效率較低。但系統(tǒng)的效率較低。電液控制系統(tǒng)分類電液控制系統(tǒng)分類3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介按液壓控制元件分按液壓控制元件分電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)泵控系統(tǒng)泵控系統(tǒng)指令指令信號信號檢測元件檢測元件控制控制放大器放大器電液電液控制閥控制閥液壓泵液壓泵變量機構(gòu)變量機構(gòu)變量變量泵泵液壓缸液壓缸/ /馬達馬達和負載和負載 由液壓閥控制變量泵的變量機構(gòu)，改變泵的由液壓閥控制變量泵的變量機構(gòu)，改變泵的流量或壓力，使液壓缸按要求運動。

11、流量或壓力，使液壓缸按要求運動。 這種控制系統(tǒng)功率損失小，效率較高，最高這種控制系統(tǒng)功率損失小，效率較高，最高可達可達90%90%，節(jié)能效益顯著。但這種控制系統(tǒng)動態(tài)，節(jié)能效益顯著。但這種控制系統(tǒng)動態(tài)響應較慢，只能用于動態(tài)性能要求不高的場合。響應較慢，只能用于動態(tài)性能要求不高的場合。 -電液控制系統(tǒng)分類電液控制系統(tǒng)分類3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)電液伺服控制系統(tǒng)電液伺服控制系統(tǒng) 用電液伺服閥作為控制閥的系用電液伺服閥作為控制閥的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)動作靈敏、頻帶寬、統(tǒng)。這種系統(tǒng)動作靈敏、頻帶寬、精度高，但價格較貴，抗污染性較精度高，但價格較貴，抗污染性較差，效率較低

12、。差，效率較低。按電液控制閥分按電液控制閥分-電液控制系統(tǒng)分類電液控制系統(tǒng)分類3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)電液比例控制系統(tǒng)電液比例控制系統(tǒng) 用電液比例閥作為控制閥的系統(tǒng)。用電液比例閥作為控制閥的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)抗污染性能好，在工業(yè)中應這種系統(tǒng)抗污染性能好，在工業(yè)中應用較廣泛。但在動態(tài)性能要求較高時，用較廣泛。但在動態(tài)性能要求較高時，不能滿足要求。不能滿足要求。 -電液控制系統(tǒng)分類電液控制系統(tǒng)分類3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)數(shù)控電液系統(tǒng)數(shù)控電液系統(tǒng) 用數(shù)字式液壓控制元件控制的系統(tǒng)。用數(shù)字式液壓控制元件控制的系統(tǒng)。采用的數(shù)字式液

13、壓控制元件可以是數(shù)采用的數(shù)字式液壓控制元件可以是數(shù)字閥、數(shù)控液壓缸、數(shù)控馬達或數(shù)控字閥、數(shù)控液壓缸、數(shù)控馬達或數(shù)控泵等。這種系統(tǒng)可直接用計算機或微泵等。這種系統(tǒng)可直接用計算機或微處理機控制。處理機控制。-電液控制系統(tǒng)分類電液控制系統(tǒng)分類3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)位置控制系統(tǒng)位置控制系統(tǒng)速度控制系統(tǒng)速度控制系統(tǒng)加速度控制系統(tǒng)加速度控制系統(tǒng)壓力控制系統(tǒng)壓力控制系統(tǒng)力控制系統(tǒng)力控制系統(tǒng)其他物理量控制系統(tǒng)其他物理量控制系統(tǒng)按被控物理量分按被控物理量分-電液控制系統(tǒng)分類電液控制系統(tǒng)分類3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控

14、制系統(tǒng) 這種控制系統(tǒng)的被控量不再反饋到輸這種控制系統(tǒng)的被控量不再反饋到輸入端與指令信號相比較，因此有了誤差入端與指令信號相比較，因此有了誤差后無法糾正，控制精度比較低，但它不后無法糾正，控制精度比較低，但它不存在穩(wěn)定性問題，調(diào)試方便，價格比較存在穩(wěn)定性問題，調(diào)試方便，價格比較便宜。便宜。 被控量被控量指令指令元件元件控制控制放大器放大器電液電液控制閥控制閥液壓缸液壓缸/ /馬達馬達和負載和負載按反饋與否分按反饋與否分-電液控制系統(tǒng)分類電液控制系統(tǒng)分類3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng) 電液控制系統(tǒng)絕大部分都采用閉電液控制系統(tǒng)絕大部分都采用閉

15、環(huán)控制。它將控制量轉(zhuǎn)換成電信號并環(huán)控制。它將控制量轉(zhuǎn)換成電信號并與指令信號相比較，再根據(jù)偏差進行與指令信號相比較，再根據(jù)偏差進行控制。這種控制系統(tǒng)控制精度較高，控制。這種控制系統(tǒng)控制精度較高，但因閉環(huán)控制存在穩(wěn)定性問題，所以但因閉環(huán)控制存在穩(wěn)定性問題，所以測試比較困難。測試比較困難。-電液控制系統(tǒng)分類電液控制系統(tǒng)分類3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)連續(xù)控制系統(tǒng)連續(xù)控制系統(tǒng) 有時也稱模擬量控制系統(tǒng)。此控制有時也稱模擬量控制系統(tǒng)。此控制系統(tǒng)中各變量均為時間的連續(xù)函數(shù)，系統(tǒng)中各變量均為時間的連續(xù)函數(shù)，目前一般電液控制系統(tǒng)中大都采用這目前一般電液控制系統(tǒng)中大都采用這種連

16、續(xù)信號進行控制。種連續(xù)信號進行控制。按控制信號形式分按控制信號形式分-電液控制系統(tǒng)分類電液控制系統(tǒng)分類3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)離散控制系統(tǒng)離散控制系統(tǒng) 有時也稱數(shù)字量控制系統(tǒng)。這種有時也稱數(shù)字量控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)中信號是用脈沖或數(shù)碼形式控制系統(tǒng)中信號是用脈沖或數(shù)碼形式實現(xiàn)的，它是時間上離散、幅值上量實現(xiàn)的，它是時間上離散、幅值上量化的信號。數(shù)字計算機控制的系統(tǒng)是化的信號。數(shù)字計算機控制的系統(tǒng)是一種離散控制系統(tǒng)。離散控制系統(tǒng)同一種離散控制系統(tǒng)。離散控制系統(tǒng)同樣有開環(huán)和閉環(huán)之分。樣有開環(huán)和閉環(huán)之分。 -電液控制系統(tǒng)分類電液控制系統(tǒng)分類3.1 電液控制技術(shù)

17、簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ) 采用電液伺服閥構(gòu)成電液伺服控制系采用電液伺服閥構(gòu)成電液伺服控制系統(tǒng)，其控制精度高，動態(tài)性能好，但抗污統(tǒng)，其控制精度高，動態(tài)性能好，但抗污染能力差，價格昂貴。染能力差，價格昂貴。 采用電液比例閥構(gòu)成電液比例控制系采用電液比例閥構(gòu)成電液比例控制系統(tǒng)，其控制精度和動態(tài)性能雖然低于電液統(tǒng)，其控制精度和動態(tài)性能雖然低于電液伺服閥，但價格較低，抗污染能力得到提伺服閥，但價格較低，抗污染能力得到提高，而且能夠滿足工業(yè)應用的需要。高，而且能夠滿足工業(yè)應用的需要。電液控制系統(tǒng)選擇原則電液控制系統(tǒng)選擇原則3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)

18、 采用數(shù)字控制閥構(gòu)成數(shù)控電液系統(tǒng)，采用數(shù)字控制閥構(gòu)成數(shù)控電液系統(tǒng)，其抗污染性能好，工作可靠、重復精度其抗污染性能好，工作可靠、重復精度高，而且容易和計算機連接。高，而且容易和計算機連接。-電液控制系統(tǒng)選擇原則電液控制系統(tǒng)選擇原則3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)伺服閥伺服閥比例閥比例閥開關(guān)閥開關(guān)閥介質(zhì)過濾精度介質(zhì)過濾精度 /m32525閥內(nèi)壓力降閥內(nèi)壓力降 /MPa70.520.250.5穩(wěn)態(tài)滯環(huán)穩(wěn)態(tài)滯環(huán) /%1313-重復精度重復精度 /%0.510.51-頻帶寬度頻帶寬度 /Hz2020025-中位死區(qū)中位死區(qū)無無有有有有價格因子價格因子621-電液控制系統(tǒng)選

19、擇原則電液控制系統(tǒng)選擇原則3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ) 對這三種電液控制閥進行選擇時，應在對這三種電液控制閥進行選擇時，應在性能、價格、抗污染等各方面進行考慮。性能、價格、抗污染等各方面進行考慮。電磁換向閥電磁換向閥電液比例閥電液比例閥電液伺服閥電液伺服閥高速開關(guān)數(shù)字閥高速開關(guān)數(shù)字閥動態(tài)性能動態(tài)性能價價格格-電液控制系統(tǒng)選擇原則電液控制系統(tǒng)選擇原則3.1 電液控制技術(shù)簡介電液控制技術(shù)簡介電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥 液壓控制閥液壓控制閥以輸入的機械運動來控制輸出流體以輸入的機械運動來控制輸出流體的壓力和流量。在液壓控制系統(tǒng)中，它是機械

20、的壓力和流量。在液壓控制系統(tǒng)中，它是機械液壓轉(zhuǎn)換裝置，把輸入的小功率機械信號，轉(zhuǎn)換液壓轉(zhuǎn)換裝置，把輸入的小功率機械信號，轉(zhuǎn)換為大功率的液壓信號輸出，它也是一種為大功率的液壓信號輸出，它也是一種功率放大功率放大裝置裝置，有時被叫做液壓放大元件。，有時被叫做液壓放大元件。 在在節(jié)流式節(jié)流式液壓控制系統(tǒng)中，液壓控制閥直接控液壓控制系統(tǒng)中，液壓控制閥直接控制液壓執(zhí)行元件的動作；制液壓執(zhí)行元件的動作； 在在容積式容積式液壓系統(tǒng)中，它控制液壓泵的變量機液壓系統(tǒng)中，它控制液壓泵的變量機構(gòu)，改變其輸出流量，從而間接地對液壓執(zhí)行元構(gòu)，改變其輸出流量，從而間接地對液壓執(zhí)行元件進行控制。件進行控制。 電液控制電液控

21、制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類 液壓伺服控制系統(tǒng)中，常用的典型結(jié)構(gòu)的液壓控液壓伺服控制系統(tǒng)中，常用的典型結(jié)構(gòu)的液壓控制閥有制閥有滑閥滑閥、噴嘴擋板閥噴嘴擋板閥和和射流管閥射流管閥。 1. 滑閥滑閥（1）根據(jù)滑閥控制邊（工作節(jié)流棱邊）的數(shù)目，）根據(jù)滑閥控制邊（工作節(jié)流棱邊）的數(shù)目，圓柱滑閥可分為圓柱滑閥可分為單邊單邊、雙邊雙邊和和四邊四邊滑閥滑閥（2）根據(jù)滑閥的通道數(shù)，圓柱滑閥可分為）根據(jù)滑閥的通道數(shù)，圓柱滑閥可分為二通二通閥、閥、三通三通閥、閥、四通四通閥等。閥等。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥一、液壓控制閥的

22、結(jié)構(gòu)及分類一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類 供油供油回油回油供油供油回油回油二通二通 單邊滑閥單邊滑閥 三通三通 雙邊滑閥雙邊滑閥 四通四通 四邊滑閥四邊滑閥 供油供油回油回油到負載到負載電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類 供油供油回油回油到負載到負載四通四通 四邊滑閥四邊滑閥 四通四通 四邊滑閥四邊滑閥供油供油回油回油到負載到負載電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類 t htt = htt h）閥，）閥，零開口零開口（零重（零重疊疊t=h）閥和）閥和正開口正開口

23、（負重疊，（負重疊，t P2，液壓缸向右運動。液壓缸向右運動。 當輸入信號反向時，液壓當輸入信號反向時，液壓缸向相反方向運動。缸向相反方向運動。 Ps節(jié)流孔節(jié)流孔P1P2a噴嘴噴嘴擋板擋板bcd電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類 噴嘴擋板式閥沒有摩擦噴嘴擋板式閥沒有摩擦副，靈敏度高；擋板慣性副，靈敏度高；擋板慣性很小，所需的控制力小，很小，所需的控制力小，動態(tài)響應高。缺點是噴嘴動態(tài)響應高。缺點是噴嘴直徑很小，對液壓油的過直徑很小，對液壓油的過濾精度要求較高，抗污染濾精度要求較高，抗污染能力差，效率低。因此適能力差，效率低。因

24、此適用于小功率，通常作前置用于小功率，通常作前置放大級用。放大級用。 Ps節(jié)流孔節(jié)流孔P1P2a噴嘴噴嘴擋板擋板bcd電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類 3. 射流式閥射流式閥 Ps接受器接受器xy射流管射流管壓力油壓力油 當射流管在中間位置當射流管在中間位置時，接受器上兩個受流時，接受器上兩個受流孔接受的油液流量及壓孔接受的油液流量及壓力相等，則活塞不動；力相等，則活塞不動； 當射流管偏離中間位當射流管偏離中間位置時，由于射到兩個孔置時，由于射到兩個孔的流量不同，在活塞的的流量不同，在活塞的兩腔產(chǎn)生壓力差使活塞兩腔產(chǎn)生壓力

25、差使活塞運動。運動。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類一、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)及分類 操縱射流管的力比擋板大，結(jié)構(gòu)上也較復雜，操縱射流管的力比擋板大，結(jié)構(gòu)上也較復雜，但這種閥的抗污染性能好。由于存在功率損但這種閥的抗污染性能好。由于存在功率損耗，因此一般僅作為控制閥的前置級使用，耗，因此一般僅作為控制閥的前置級使用，但應用范圍遠比噴嘴擋板閥小。但應用范圍遠比噴嘴擋板閥小。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥靜態(tài)特性分析二、滑閥靜態(tài)特性分析 閥的靜態(tài)特性（即壓力閥的靜態(tài)特性（即壓力-流量特性）是指在穩(wěn)流量特性）是指在穩(wěn)態(tài)情況下，

26、負載流量態(tài)情況下，負載流量QL、負載壓力、負載壓力PL和閥芯位和閥芯位移移XV三者之間的函數(shù)關(guān)系。它反映閥本身的工三者之間的函數(shù)關(guān)系。它反映閥本身的工作能力和性能。作能力和性能。),(VLLXPfQ電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 1. 滑閥的靜態(tài)特性方程滑閥的靜態(tài)特性方程 假設(shè)條件：假設(shè)條件：只考慮穩(wěn)態(tài)工作情況；流體是理想流體；油只考慮穩(wěn)態(tài)工作情況；流體是理想流體；油源供油壓力恒定。源供油壓力恒定。電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 供油回油QLxv1234QsPL

27、= P1 P2QLPs P1 P2 FQ1 Q2 1243QLPsP1P2負載Q1Q2Q4Q3QsQs供油壓力供油壓力Ps，供油量，供油量Qs，負載流量，負載流量QL，通往負載，通往負載液壓缸兩腔壓力分別為液壓缸兩腔壓力分別為P1和和P2 ，回油壓力，回油壓力P0=0 。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 根據(jù)節(jié)流公式可得通過各節(jié)流窗口的流量根據(jù)節(jié)流公式可得通過各節(jié)流窗口的流量 / )(2111PPACQsd/ )(2222PPACQsd/2233PACQd/2144PACQd1243QLPsP1P2負載Q1Q2Q4Q3QsQs電

28、液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 根據(jù)連續(xù)性方程可得根據(jù)連續(xù)性方程可得 2341QQQQQL4321QQQQQs1243QLPsP1P2負載Q1Q2Q4Q3QsQs電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 假設(shè)四個節(jié)流窗口是匹配而且對稱的。假設(shè)四個節(jié)流窗口是匹配而且對稱的。 匹配是指滑閥沿軸向有匹配是指滑閥沿軸向有某一位移某一位移xv時，進、回節(jié)流時，進、回節(jié)流窗口面積相等窗口面積相等 對稱是指滑閥向正、反兩對稱是指滑閥向正、反兩個方向的位移量個方向的位移量xv相同時，相同時，

29、相應的節(jié)流窗口面積相等，相應的節(jié)流窗口面積相等， 31AA 42AA )()(21vvwxAwxA)()(43vvwxAwxA供油回油QLxv1234QsPL = P1 P2QLPs P1 P2 FQ1 Q2 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 假設(shè)執(zhí)行機構(gòu)是對稱結(jié)構(gòu)，則在匹配而且假設(shè)執(zhí)行機構(gòu)是對稱結(jié)構(gòu)，則在匹配而且對稱的條件下可得對稱的條件下可得 31QQ 42QQ 21PPPL可得可得21PPPs可得可得2/ )(1LsPPP2/ )(2LsPPP/ )(131LsdPPACQQ/ )(242LsdPPACQQ可得可得電液控制電

30、液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 /)(/)(21LsdLsdLPPACPPACQ滑閥靜態(tài)特性方程式（即壓力滑閥靜態(tài)特性方程式（即壓力-流量方程式）流量方程式）: 0vx042 AA042QQ0vx031 AA031QQ/)(1LsdLPPACQ/ )(2LsdLPPACQ若若若若式中負號表示負載流量式中負號表示負載流量QL的方向與規(guī)定的方向相的方向與規(guī)定的方向相反，即從負載流回滑閥。反，即從負載流回滑閥。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 / )|(|1LvvsvvdLPxx

31、PxxACQ如果節(jié)流窗口為矩形，面積梯度為如果節(jié)流窗口為矩形，面積梯度為w，則過流，則過流面積為面積為)(0vvxxwA / )|()(0LvvsvvdLPxxPxxwCQ壓力壓力-流量方程式可合并為流量方程式可合并為電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 對于零開口對于零開口閥閥/ )|(LvvsvdLPxxPwxCQ00vx壓力壓力-流量方程式為流量方程式為電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 2. 滑閥的靜態(tài)特性曲線滑閥的靜態(tài)特性曲線 （1）滑閥的流量特性）滑閥的流量特性

32、 閥的流量特性是指負載壓閥的流量特性是指負載壓力等于常數(shù)時，負載流量力等于常數(shù)時，負載流量與閥位移之間的關(guān)系。與閥位移之間的關(guān)系。負載壓力負載壓力PL=0的流量特性的流量特性稱為空載特性，相應的曲稱為空載特性，相應的曲線為閥的空載流量特性曲線為閥的空載流量特性曲線。線。 正重疊區(qū)正重疊區(qū)xvQL負重疊區(qū)負重疊區(qū)正開口正開口零開口零開口負開口負開口電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 （2）滑閥的壓力特性）滑閥的壓力特性 閥的壓力特性是指負載流量等于常數(shù)時，負載閥的壓力特性是指負載流量等于常數(shù)時，負載壓力與閥位移之間的關(guān)系。壓力與閥位移

33、之間的關(guān)系。 一般來說，壓力特性一般來說，壓力特性均指負載流量均指負載流量QL=0時的壓力特性。時的壓力特性。 只要閥有一微小位移，只要閥有一微小位移，負載壓力很快增加到負載壓力很快增加到供油壓力。供油壓力。 xvPLPsQL =00電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 滑閥的壓力滑閥的壓力-流量特性是流量特性是指負載流量指負載流量QL、負載壓、負載壓力力PL和閥芯位移和閥芯位移xv三者三者之間的關(guān)系，即之間的關(guān)系，即),(vLLxPfQ （3）滑閥的壓力）滑閥的壓力-流量特性流量特性01-1QLxv1-1PL電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)

34、3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 3閥系數(shù)閥系數(shù) 滑閥的壓力滑閥的壓力-流量方程式是非線性方程，對其進行流量方程式是非線性方程，對其進行線性化，并以增量形式表示為線性化，并以增量形式表示為 LLLvvLLPPQxxQQ式中偏導數(shù)即是閥系數(shù)：流量增益、流量式中偏導數(shù)即是閥系數(shù)：流量增益、流量-壓壓力系數(shù)、壓力增益，是確定閥的重要參數(shù)。力系數(shù)、壓力增益，是確定閥的重要參數(shù)。電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 （1）流量增益（流量放大系數(shù)）流量增益（流量放大系數(shù)）Kq vLqxQK流量增益表示負載壓

35、力一定時，閥芯位移變化流量增益表示負載壓力一定時，閥芯位移變化引起的負載流量變化的大小。引起的負載流量變化的大小。 它是流量特性曲線的斜率。它是流量特性曲線的斜率。電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 （2）流量）流量-壓力系數(shù)壓力系數(shù)Kc LLcPQK它是壓力它是壓力-流量特性曲線的斜率并冠以負號。流量特性曲線的斜率并冠以負號。 流量流量-壓力系數(shù)表示閥芯位移一定時，負載壓力系數(shù)表示閥芯位移一定時，負載壓力變化所引起的負載流量變化的大小。壓力變化所引起的負載流量變化的大小。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑

36、閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 （3）壓力增益（壓力靈敏度）壓力增益（壓力靈敏度）Kp vLpxPK壓力增益表示負載流量為零時，閥芯位移變化引壓力增益表示負載流量為零時，閥芯位移變化引起的負載壓力變化的大小。起的負載壓力變化的大小。 它是壓力特性曲線的斜率。它是壓力特性曲線的斜率。電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 閥的三個閥系數(shù)之間有以下關(guān)系閥的三個閥系數(shù)之間有以下關(guān)系cqpKKK閥的三個系數(shù)是表征閥靜態(tài)特性的三個參數(shù)，閥的三個系數(shù)是表征閥靜態(tài)特性的三個參數(shù)，這些參數(shù)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應特性。這些參數(shù)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響

37、應特性。 閥系數(shù)的數(shù)值隨工作點變化而變化。閥系數(shù)的數(shù)值隨工作點變化而變化。 最重要的工作點是壓力最重要的工作點是壓力-流量特性曲線的原點流量特性曲線的原點（即（即QL、PL、xv均等于零處）。均等于零處）。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 LcvqLPKxKQ閥的線性化方程為閥的線性化方程為 從穩(wěn)定性看，原點是關(guān)鍵點。在原點附近的閥從穩(wěn)定性看，原點是關(guān)鍵點。在原點附近的閥系數(shù)稱為零位閥系數(shù)，分別以系數(shù)稱為零位閥系數(shù)，分別以Kq0、Kc0、Kp0表表示。示。 若工作點在原點，則增量和變量相等，有若工作點在原點，則增量和變量相等，有

38、 LcvqLPKxKQ電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 理想零開口四邊滑閥的閥系數(shù)為理想零開口四邊滑閥的閥系數(shù)為 / )(LsdqPPwCK)(2/ )(LsLsvdcPPPPwxCKvLspxPPK)(2電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥二、滑閥的靜態(tài)特性分析二、滑閥的靜態(tài)特性分析 理想零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)為理想零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)為 0/qdsKC w P00cK0pK 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 1單噴嘴擋板閥的壓力單

39、噴嘴擋板閥的壓力-流量特性及閥系數(shù)流量特性及閥系數(shù) A1A2PcPsQ1QLQ2A0Af (DN)xfxf0在擋板處起控制在擋板處起控制作用的是噴嘴和作用的是噴嘴和擋板間形成的環(huán)擋板間形成的環(huán)周面積，而不是周面積，而不是噴嘴面積。噴嘴面積。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 根據(jù)液流的連續(xù)性根據(jù)液流的連續(xù)性 LQQQ21流量方程為流量方程為 / )(2001csdPPACQ202/()2/dffcNffdfcQC APDxxCPCd0 固定節(jié)流孔的流量系數(shù)；固定節(jié)流孔的流量系數(shù)；Cdf 可變節(jié)流孔的流量系數(shù)；可變節(jié)流孔的流

40、量系數(shù)；xf0 擋板在平衡位置時的間隙；擋板在平衡位置時的間隙；xf 擋板偏離平衡位置時的位移。擋板偏離平衡位置時的位移。 A1A2PcPsQ1QLQ2A0Af (DN)xfxf0電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 如果沒有流量通過負載，即負載是被切斷的，則如果沒有流量通過負載，即負載是被切斷的，則21QQ 兩個節(jié)流孔的流量相兩個節(jié)流孔的流量相等，其結(jié)構(gòu)經(jīng)簡化后等，其結(jié)構(gòu)經(jīng)簡化后可得可得 1200)(1 ACACPPdfdfscCdfAf /Cd0A001.00.80.60.40.200.80.4Pc /Ps1.61.22.

41、02.82.4電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 為了均衡調(diào)節(jié)控制壓力，通常取為了均衡調(diào)節(jié)控制壓力，通常取scPP5 . 0作為設(shè)計準則。作為設(shè)計準則。這個準則要求節(jié)流孔在零位的比值為這個準則要求節(jié)流孔在零位的比值為100000ACxDCACACdfNdfdfdf這對于單噴嘴或雙噴嘴擋板閥來說都是一個良這對于單噴嘴或雙噴嘴擋板閥來說都是一個良好的設(shè)計目標。這個準則還要求和單噴嘴閥一好的設(shè)計目標。這個準則還要求和單噴嘴閥一起工作的活塞兩邊面積比為起工作的活塞兩邊面積比為2。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥

42、三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 scffdfNdfscsdLPPxxACxDCPPPACQ2)1 ()1 (2/000000單噴嘴擋板閥的壓力單噴嘴擋板閥的壓力-流量特性方程為流量特性方程為 如果滿足設(shè)計準則如果滿足設(shè)計準則 ，可得，可得scffscsdLPPxxPPPACQ2)1 ()1 (2/000電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 單噴嘴擋板閥壓力-流量無因次曲線的表達式 cfcLPxPQ2)1 ()1 (2xf =1.00-0.2QLP =Pc/Ps-0.4-0.6-0.8-1.0-1.2-1.

43、41.41.21.00.80.60.40.201.00.80.60.40.200.20.80.60.4-0.2-0.4-0.6-0.8-1.0零位閥系數(shù)零位閥系數(shù) /|00sNdffLqPDCxQKsfNdfcLcPxDCPQK0002| 0002|fsfLpxPxPK電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 零位泄漏量或零位流量則為零位泄漏量或零位流量則為 /0sfNdfcPxDCQ 這一流量將決定擋板在均衡位置時的功率損耗。這一流量將決定擋板在均衡位置時的功率損耗。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴

44、擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 2雙噴嘴擋板閥的壓力雙噴嘴擋板閥的壓力-流量特性及閥系數(shù)流量特性及閥系數(shù) P1P2PsQ1Q3QLQLA0Af (DN)xf0 xfxf0Q2Q4A0Af (DN)電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 壓力壓力-流量特性方程為流量特性方程為 10100212)()(2PxxDCPPACQQQffNdfsdL)(22)(2002034PPACPxxDCQQQsdffNdfL左端左端右端右端電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)

45、特性分析 利用設(shè)計準則，可得雙噴嘴擋板閥的壓力利用設(shè)計準則，可得雙噴嘴擋板閥的壓力-流量流量特性表達式特性表達式 sffssdLPPxxPPPACQ101002)1 ()1 (2/)1 (22)1 (/22000ssffsdLPPPPxxPACQ21PPPL左端左端右端右端電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 0-0.2QLPL =PL/Ps-0.4-0.6-0.8-1.0-1.2-1.41.41.21.00.80.60.40.200.80.4-0.4-0.8xf =1.000.20.80.60.4-0.2-0.4-0.6-0

46、.8-1.0雙噴嘴擋板閥切斷負載時的特性曲線雙噴嘴擋板閥切斷負載時的特性曲線0-0.2xf /xf0-0.4-0.6-0.8-1.01.00.80.60.40.200.80.4-0.4-0.8PL /Ps雙噴嘴擋板閥壓力雙噴嘴擋板閥壓力-流量特性曲線流量特性曲線電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 雙噴嘴擋板閥的壓力增益比單噴嘴擋板閥的為大，雙噴嘴擋板閥的壓力增益比單噴嘴擋板閥的為大，因而靈敏度較高，而且由于結(jié)構(gòu)是對稱的并且是因而靈敏度較高，而且由于結(jié)構(gòu)是對稱的并且是按差動原理工作的，所以當某參數(shù)由于外界條件按差動原理工作的，

47、所以當某參數(shù)由于外界條件變化而變化時，不會產(chǎn)生靜態(tài)誤差，因此，雙噴變化而變化時，不會產(chǎn)生靜態(tài)誤差，因此，雙噴嘴擋板閥廣泛用于電液控制閥中作為前置放大級。嘴擋板閥廣泛用于電液控制閥中作為前置放大級。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 sPPP5 . 021雙噴嘴擋板閥的零位泄漏量為雙噴嘴擋板閥的零位泄漏量為考慮到設(shè)計準則，取考慮到設(shè)計準則，取/20sfNdfdPxDCQ其值為單噴嘴擋板閥的兩倍。其值為單噴嘴擋板閥的兩倍。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析

48、 雙噴嘴擋板閥的線性化方程雙噴嘴擋板閥的線性化方程 11PPQxxQQLffLLsNdffLPDCxQ0|sfNdfLPxDCPQ0012|102PPxDCxPDCQsfNdffsNdfL左端左端右端右端202PPxDCxPDCQsfNdffsNdfL電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析 雙噴嘴擋板閥在零位工作時的壓力雙噴嘴擋板閥在零位工作時的壓力-流量方程的流量方程的線性化形式線性化形式 LsfNdffsNdfLPPxDCxPDCQ0電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.2 液壓控制閥液壓控制閥三、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性分析三、噴嘴擋板閥

49、靜態(tài)特性分析 雙噴嘴擋板閥在零位的閥系數(shù)雙噴嘴擋板閥在零位的閥系數(shù) sNdfpfLqPDCxQKL00|sfNdfxcLcPxDCPQKf000|000|fsQfLpxPxPKL與單噴嘴擋板閥的相應關(guān)系式比較時，可以看與單噴嘴擋板閥的相應關(guān)系式比較時，可以看到，流量增益相同；壓力增益增大到，流量增益相同；壓力增益增大1倍；流量倍；流量-壓力系數(shù)減小壓力系數(shù)減小1倍。倍。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)包括液壓控制閥、液壓缸或液壓馬液壓動力機構(gòu)包括液壓控制閥、液壓缸或液壓馬達、負載等。分兩種類型：達、負載等。分兩種類型：（2）泵控，又稱容積控制。是用伺服變量

50、泵給執(zhí)）泵控，又稱容積控制。是用伺服變量泵給執(zhí)行元件供油，通過改變泵的排量來控制流入執(zhí)行行元件供油，通過改變泵的排量來控制流入執(zhí)行元件的流量，從而改變輸出速度，系統(tǒng)的壓力取元件的流量，從而改變輸出速度，系統(tǒng)的壓力取決于負載。決于負載。（1）閥控，又稱節(jié)流控制。是用控制閥來控制）閥控，又稱節(jié)流控制。是用控制閥來控制從油源流入執(zhí)行元件的流量，油源通常為恒壓油從油源流入執(zhí)行元件的流量，油源通常為恒壓油源。源。電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸 1基本方程基本方程 （1）滑閥的線性化流量方程）滑閥的線性化流量方程Lc

51、vqLPKxKQ電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸 所有連接管道都是短而粗的，管道內(nèi)的摩擦損所有連接管道都是短而粗的，管道內(nèi)的摩擦損失、流體質(zhì)量影響和管道的動態(tài)等均忽略不計；失、流體質(zhì)量影響和管道的動態(tài)等均忽略不計； 液壓缸整個工作腔內(nèi)各處的壓力相同，油液溫液壓缸整個工作腔內(nèi)各處的壓力相同，油液溫度和體積彈性模量可認為是常數(shù)；度和體積彈性模量可認為是常數(shù)； 液壓缸的內(nèi)外泄漏為層流流動。液壓缸的內(nèi)外泄漏為層流流動。 基本假設(shè)：基本假設(shè)：（2）液壓缸流量連續(xù)方程）液壓缸流量連續(xù)方程 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3

52、 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸 V 控制腔的容積；控制腔的容積；Qin、Qout 流入、流出控制腔的總流量；流入、流出控制腔的總流量； e 油液的有效體積彈性模量（包括液體、油液的有效體積彈性模量（包括液體、混入油中的空氣以及工作腔體的機械柔度）?；烊胗椭械目諝庖约肮ぷ髑惑w的機械柔度）。dtdPVdtdVQQeoutin可壓縮流體連續(xù)性方程為可壓縮流體連續(xù)性方程為 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸Q1QsPL = P1 P2Q2Ps P1 P2 F

53、LxvBpKV1 V2 ApxpkecP1 kecP2 kicPL 供油供油回油回油m電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸根據(jù)四通閥控制雙出桿對稱液壓缸模型根據(jù)四通閥控制雙出桿對稱液壓缸模型 dtdPVdtdVPkPPkQeecic1111211)(對于進油腔，考慮內(nèi)外泄漏時，連續(xù)性方程對于進油腔，考慮內(nèi)外泄漏時，連續(xù)性方程式可具體化為式可具體化為 物理意義是：流進進油腔的凈流量等于液體物理意義是：流進進油腔的凈流量等于液體壓縮流量與活塞運動所需流量之和。壓縮流量與活塞運動所需流量之和。電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)

54、3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸對于回油腔，考慮內(nèi)外泄漏時，連續(xù)性方程式可對于回油腔，考慮內(nèi)外泄漏時，連續(xù)性方程式可具體化為具體化為 dtdPVdtdVQPkPPkeecic2222221)(Kic 液壓缸的內(nèi)泄漏系數(shù)；液壓缸的內(nèi)泄漏系數(shù)；Kec 液壓缸的外泄漏系數(shù)；液壓缸的外泄漏系數(shù)；V1 液壓缸進油腔的容積（包括閥、連接管道液壓缸進油腔的容積（包括閥、連接管道和進油腔的容積）；和進油腔的容積）； V2 液壓缸回油腔的容積（包括閥、連接管道液壓缸回油腔的容積（包括閥、連接管道和回油腔的容積）；和回油腔的容積）；電液控制電液控制基

55、礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸液壓缸工作腔的容積可表示為液壓缸工作腔的容積可表示為 ppxAVV011ppxAVV022 Ap液壓缸活塞有效面積；液壓缸活塞有效面積；xp液壓缸活塞位移；液壓缸活塞位移；V01液壓缸進油腔的初始容積；液壓缸進油腔的初始容積； V02液壓缸回油腔的初始容積。液壓缸回油腔的初始容積。 dtdxAdtdVdtdVpp21電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸121212011022122()() 2 ()icecpp

56、eeppQQkPPkPPdxVdPVdPAdtdtdtdPdPA xdtdt為了使分析簡化，假定活塞處在中間位置，因為了使分析簡化，假定活塞處在中間位置，因此兩個腔的初始容積相等，即此兩個腔的初始容積相等，即 2/0201tVVVVt液壓缸兩個油腔的總?cè)莘e。液壓缸兩個油腔的總?cè)莘e。 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸0|VxApp2/ )(21QQQLsPPP21ktc = kic + kec/2液壓缸的總泄漏系數(shù)。液壓缸的總泄漏系數(shù)。 dtdPVdtdxAPkQLetppLtcL4021dtdPdtdP假定

57、假定 整理得動力機構(gòu)流量連續(xù)方程為整理得動力機構(gòu)流量連續(xù)方程為 因為因為 所以所以 12LPPP電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸（3）液壓缸和負載的力平衡方程）液壓缸和負載的力平衡方程 LppppLpFKxdtdxBdtxdmPA22m 活塞和負載的總質(zhì)量；活塞和負載的總質(zhì)量；Bp 活塞和負載的粘性阻尼系數(shù)；活塞和負載的粘性阻尼系數(shù)；K 負載的彈簧系數(shù)；負載的彈簧系數(shù)；FL 作用在活塞上的外負載力。作用在活塞上的外負載力。忽略庫侖摩擦等非線性負載，忽略油液的質(zhì)量，忽略庫侖摩擦等非線性負載，忽略油液的質(zhì)量，根

58、據(jù)牛頓第二定律，可得根據(jù)牛頓第二定律，可得 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸2閥控液壓缸的方塊圖閥控液壓缸的方塊圖閥控液壓缸的三個基本方程進行拉氏變換閥控液壓缸的三個基本方程進行拉氏變換 LcvqLPKXKQLettcppLPsVksXAQ)4(LppLpFXKsBmsPA)(2電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸KqKcK1/Ap1/Ap1/sQLPLFLXpXvms+Bpktc+(Vt/4e)ssXp電液控制電液控制基礎(chǔ)

59、基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸KqAp sApPLFLXpXv14tctceVKks21pmsB sKKqAp ApPLFLXpXvs FsPL14tctceVKks21pmsB sK電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸3閥控液壓缸的傳遞函數(shù)閥控液壓缸的傳遞函數(shù) （1）傳遞函數(shù)）傳遞函數(shù)22222232)441 ()4(4/pcepetpepcepeptpcepetpqvpAKKsAKVABKsABVAmKsAmVAKXX232222222(

60、1)4()(1)4444cetppecetpceptcetceLeppepepeppKVsXAKV BK BVmK mV KK KFsssAAAAAA輸入為輸入為Xv、輸出為、輸出為Xp的傳遞函數(shù)為的傳遞函數(shù)為 輸入為輸入為FL、輸出為、輸出為Xp的傳遞函數(shù)為的傳遞函數(shù)為 電液控制電液控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)3.3 液壓動力機構(gòu)液壓動力機構(gòu)一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸一、四通閥控制的雙出桿對稱液壓缸222222322)441 ()4(4)41 (pcepetpepcepeptpcepetLceetpcevpqpAKKsAKVABKsABVAmKsAmVFsKVAKXAKX活塞對閥輸入位移和負載力擾動的