摘 要：介紹先導(dǎo)式壓力閥的最佳結(jié)構(gòu)模式，其準(zhǔn)確性穩(wěn)定性極好，該模式可以將常規(guī)先導(dǎo)式的溢流閥。順序閥和減壓閥統(tǒng)一為具有通用先導(dǎo)閥的先導(dǎo)壓力閥。

關(guān)鍵詞：先導(dǎo)壓力閥；最佳結(jié)構(gòu)模式；零差值精確控制；通用先導(dǎo)閥；穩(wěn)定裕量極大值

1 前言

現(xiàn)有的先導(dǎo)式壓力閥，多為引進(jìn)技術(shù)的模式。這里介紹一種最佳的結(jié)構(gòu)模式(已獲專利)，其準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性極好。常規(guī)先導(dǎo)式的溢流閥、順序閥和減壓閥經(jīng)改造后，可以統(tǒng)一為具有通用先導(dǎo)閥的先導(dǎo)壓力閥。

2 先導(dǎo)壓力閥的結(jié)構(gòu)、功能

圖1是先導(dǎo)壓力閥的溢流閥結(jié)構(gòu)圖，其參數(shù)之間關(guān)系如下：

K_t2(Y₂₀+Y₂)=p₁A₂-K_y2Y₂p₂-F_r2

Q=K_QY₁p₁

K_t1(Y₁₀+Y₁)=(p₁-p₂)A₁-p₂(A₃-A₁)-K_y1Y_1^p1-F_f1

q=K_qY₂p^_1/2-q_j

q=K_d(p₁-p₂)^1/2d²_e

其中  K_t2，K_t1——導(dǎo)閥、主閥的彈簧剛度

Y₂₀，Y₁₀——導(dǎo)閥、主閥的彈簧預(yù)壓縮量

Y₂，Y₁——導(dǎo)閥、主閥的開度

p₂，p₁——導(dǎo)閥口、主閥口的壓力

K_y2Y₂p₂，K_y1Y₁p₁——導(dǎo)閥、主閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力

F_f2，F(xiàn)_f1——導(dǎo)閥芯、主閥芯的摩擦力

q，Q——導(dǎo)閥、主閥的流量

K_Q，K_q，K_d——結(jié)構(gòu)常數(shù)

q_j——導(dǎo)閥芯導(dǎo)向柱塞間隙泄漏量(量值很小)

A₂，A₃，A₁——導(dǎo)閥口，主閥芯和主閥口的截面積

d_e——主閥壓差阻尼孔徑

該先導(dǎo)壓力閥的控制流量通過(guò)獨(dú)立阻尼孔E形成主閥壓差，該阻尼孔大小(不影響壓力波傳遞速度)與動(dòng)特性無(wú)關(guān)。導(dǎo)閥芯和主閥芯各有專用阻尼孔D和F控制其動(dòng)作平穩(wěn)性，其阻尼孔大小(影響閥芯運(yùn)動(dòng)速度)不影響調(diào)壓精度。導(dǎo)閥芯由控制壓力直接推動(dòng)，無(wú)分壓損失；導(dǎo)閥口開啟后壓力將低于開啟時(shí)壓力?？刂茐毫Υ蜷_導(dǎo)閥后的壓力增值即調(diào)壓差值，它直接決定導(dǎo)閥開度，因而其量值僅為幾個(gè)大氣壓，遠(yuǎn)小于常規(guī)結(jié)構(gòu)。導(dǎo)閥口開啟后壓力將低于開啟時(shí)壓力，從而導(dǎo)閥口壓降最??；主閥芯由控制流量產(chǎn)生的壓差全力推動(dòng)，也無(wú)分壓損失?？刂屏髁恐饕谥鏖y芯的前后腔間和導(dǎo)閥口處產(chǎn)生壓降，前者壓差極大(阻尼孔E可取最小值)，則靜態(tài)特性可達(dá)到最佳值。壓差阻尼孔大小是決定所需控制流量大小的關(guān)鍵因素。該先導(dǎo)壓力閥控制壓力直接決定導(dǎo)閥開度，且3個(gè)阻尼孔完全分立，可將各自功能發(fā)揮到極致。因此，其結(jié)構(gòu)模式是最佳的。

該先導(dǎo)壓力閥的開啟過(guò)程如下：當(dāng)控制壓力升高，達(dá)到開啟壓力時(shí)，導(dǎo)閥開啟，產(chǎn)生控制流量?？刂屏髁拷?jīng)主閥壓差阻尼孔形成壓降。控制壓力繼續(xù)升高，導(dǎo)閥開度繼續(xù)加大，控制流量繼續(xù)增大，主閥壓差阻尼孔壓降繼續(xù)加大，當(dāng)壓差達(dá)到主閥開啟壓力以至全開壓力時(shí)，主閥芯被提起直至足夠開度，通過(guò)額定流量。

3 先導(dǎo)壓力閥的性能特點(diǎn)

  1)可以進(jìn)行精確控制

以進(jìn)口結(jié)構(gòu)模式為基礎(chǔ)，保持其安裝方式，連接尺寸，壓力級(jí)系列，通徑系列及阻尼孔大小不變，按最佳模式改造后，同比調(diào)壓差值僅為進(jìn)口的0.1~0.2，若壓差阻尼孔又同比減小到進(jìn)口的0.7，則調(diào)壓差值僅為進(jìn)口的0.05~0.1。當(dāng)系統(tǒng)清潔度高時(shí)，導(dǎo)閥開度允許很小，則最佳模式調(diào)壓差值極小(工程上為零差值)。因此，可以進(jìn)行精確控制。

  2)可以實(shí)現(xiàn)先導(dǎo)閥的通用化

由于調(diào)壓差值小，若統(tǒng)一設(shè)計(jì)一種中低剛度，高強(qiáng)度大壓縮量導(dǎo)閥彈簧，還可取消壓力級(jí)系列，使常規(guī)的先導(dǎo)式壓力閥統(tǒng)一為具有通用先導(dǎo)閥的最佳模式先導(dǎo)壓力閥。

  3)穩(wěn)定裕量極大，防振降噪效果極好

若按圖1對(duì)導(dǎo)閥進(jìn)行全面改造，增加彈簧導(dǎo)向套筒，可防止導(dǎo)閥芯徑向振動(dòng)，就防振降噪而言，導(dǎo)向套筒具有“扶正”之功，而專用阻尼孔D和F則有“抑邪”之效。在滿足快速性的前提下，D和F阻尼孔徑可取最小值。這樣，穩(wěn)定裕量極大，防振降噪效果極好。

由于存在導(dǎo)向套筒，導(dǎo)閥穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力可忽略不計(jì)。這樣，可先設(shè)定導(dǎo)閥開度Y₂，則按所需已知技術(shù)要求，由式(1)~式(5)(不計(jì)摩擦力和q_j)依次可得出控制壓力p₁，主閥開度Y₁，導(dǎo)閥口壓力p₂，控制流量q和主閥壓差阻尼孔徑d_e。

  4)結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步優(yōu)化

為了便于檢測(cè)導(dǎo)閥開啟，同時(shí)也使主閥零件具有互換性，主閥芯與閥套之間還可進(jìn)一步采用低摩擦的組合密封。