异形反馈槽对比例节流阀特性的影响

doi:10.3969/j.issn.1004-132X.2023.16.005

中国机械工程 ›› 2023, Vol. 34 ›› Issue (16): 1921-1928.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.16.005

异形反馈槽对比例节流阀特性的影响

周兴炜;冯克温;赵星宇;葛磊;杨敬;权龙

太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室，太原，030024

出版日期:2023-08-25 发布日期:2023-09-12
通讯作者: 冯克温（通信作者），男，1963年生，讲师。研究方向为电液伺服及比例控制技术。E-mail：fkw.1@163.com。
作者简介:周兴炜，男，1997年生，硕士研究生。研究方向为电液控制及液压元件。
基金资助:
国家重点研发计划（2020YFB2009801）；国家自然科学基金（51975397）；山西省重点研发计划（201903D111007）

Influences of Irregular-shaped Feedback Slots on Proportional Throttle Valve Characteristics

ZHOU Xingwei;FENG Kewen;ZHAO Xingyu;GE Lei;YANG Jing;QUAN Long

Key Lab of Advanced Transducers and Intelligent Control System of Ministry of Education，Taiyuan
University of Technology，Taiyuan，030024

Online:2023-08-25 Published:2023-09-12

摘要/Abstract

摘要： 研究了不同反馈槽形状下Valvistor型比例节流阀的流量特性，为实现执行器多级流量控制提供参考。建立了比例节流阀数学模型和多学科联合仿真模型，并通过试验验证了模型的准确性。在此基础上，分析了不同反馈槽形状和参数对阀动静态特性的影响。结果表明：反馈槽形状不同，比例节流阀流量特性不同；当反馈槽形状为倒梯形时，阀初始流量增益小，有利于执行器平稳启动；当反馈槽形状为双矩形组合时，阀具有良好的微动控制特性；同时，比例节流阀响应速度随反馈槽面积增益的增大而变快，但较大面积增益和较小预开口量会降低阀的稳定性。

关键词: 液压元件, 比例节流阀, 反馈槽, 微动特性, 动静态特性

Abstract: The flow characteristics of Valvistor proportional throttle valves under different feedback slot shapes were studied to provide reference for realizing multi-stage flow control of actuators. The mathematical models and multi-discipline co-simulation models of the proportional throttle valves were established， and the accuracy of the models was verified by the test data. Then， the influences of different feedback slot shapes and parameters on the dynamic and static characteristics of the valves were analyzed. The results show that the proportional throttle valves have different flow characteristics under different feedback slot shapes. When the shape of the feedback slot is inverted trapezoidal， the initial flow gain of the valves is low， which is good for the smooth starting of the actuators. When the shape of the feedback slot is a dual-rectangle combination， the valves possess good micro-motion control performance. Meanwhile， the valve response speed will be increased along with the increase of the area gain in the feedback slots. However， the larger area gain and smaller pre-opening of the feedback slots may reduce valve stability.

Key words: , hydraulic component； proportional throttle valve； feedback slot； micro-motion characteristics； dynamic and static characteristics

中图分类号:

TH137

周兴炜, 冯克温, 赵星宇, 葛磊, 杨敬, 权龙. 异形反馈槽对比例节流阀特性的影响[J]. 中国机械工程, 2023, 34(16): 1921-1928.

ZHOU Xingwei, FENG Kewen, ZHAO Xingyu, GE Lei, YANG Jing, QUAN Long. Influences of Irregular-shaped Feedback Slots on Proportional Throttle Valve Characteristics[J]. China Mechanical Engineering, 2023, 34(16): 1921-1928.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: http://www.cmemo.org.cn/CN/10.3969/j.issn.1004-132X.2023.16.005

http://www.cmemo.org.cn/CN/Y2023/V34/I16/1921

参考文献

［1］权龙，李风兰. 液压晶体管Valvistor——可连续比例控制的新型插装阀［J］. 工程机械， 1995（6）：30-33.
QUAN Long， LI Fenglan. Hydraulic Transistor Valvistor：A New Type of Poppet Valve with Continuous Proportional Control［J］. Construction Machinery， 1995（6）：30-33.
［2］李苏铭，权龙. 插装式比例节流阀动态响应的影响因素［J］. 液压与气动， 2015（2）：8-11.
LI Suming， QUAN Long. Factors Affecting Dynamic Response of Poppet Proportional Throttle Valve［J］. Chinese Hydraulics& Pneumatics， 2015（2）：8-11.
［3］WANG He， WANG Xiaohu， HUANG Jiahai， et al. Flow Control for a Two-stage Proportional Valve with Hydraulic Position Feedback［J］. Chinese Journal of Mechanical Engineering， 2020， 33（6）：74-86.
［4］ERIKSSON B， ANDERSSON B， PALMBERGJ O. The Dynamic Performance of a Pilot Stage in the Poppet Type Hydraulic Flow Amplifier［C］∥Proceedings of the 51st NCFP Technical Conference. Las Vegas, 2008:659-668.
［5］黄家海，郭晓霞，李陶陶，等. 一种脉宽调制式数字流量阀性能分析［J］. 中国机械工程， 2016， 27（5）：680-684.
HUANG Jiahai， GUO Xiaoxia， LI Taotao， et al. Analyses of Characteristics of a PWM Digital Flow Valve［J］. China Mechanical Engineering， 2016， 27（5）：680-684.
［6］MULLER M T， FALES R C. Design and Analysis of a Two-stage Poppet Valve for Flow Control［J］. International Journal of Fluid Power， 2014， 9（1）：17-26.
［7］刘晓红，柯坚. 基于计算流体动力学解析的液压锥阀噪声评价［J］. 中国机械工程， 2007（22）：2687-2691.
LIU Xiaohong， KE Jian. Noise Appraisement of Hydraulic Poppet Valve Based on CFD Analysis［J］. China Mechanical Engineering， 2007（22）：2687-2691.
［8］艾超，王娟，孔祥东，等. 多路阀异形阀口结构对微动特性影响研究［J］. 液压与气动， 2015（2）：20-24.
AI Chao， WANG Juan， KONG Xiandong， et al. Influence of Anomalous Orifice Structure on Micro-characteristics of Multi-way Valve［J］. Chinese Hydraulics & Pneumatics， 2015（2）：20-24.
［9］郑淑娟，权龙，王文全. 平底锥阀内流工况稳态液动力的研究［J］. 液压与气动， 2014（8）：55-59.
ZHENG Shujuan， QUAN Long， WANG Wenquan. Steady Flow Force of Truncated Poppet Valve with Convergent Flow［J］. Chinese Hydraulics& Pneumatics， 2014（8）：55-59.
［10］郑淑娟，权龙. 锥台形液压锥阀过流面积CFD可视化计算［J］. 农业机械学报， 2014， 45（4）：327-333.
ZHENG Shujuan， QUAN Long. CFD Visual Analysis on Cross Section of Truncated Poppet Valve［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2014， 45（4）：327-333.
［11］谢海波，谭礼，刘建彬，等. 不同阀口形态对内流式锥阀液动力的影响［J］. 液压与气动， 2019（1）：90-94.
XIE Haibo， TAN Li， LIU Jianbin， et al. Elffect of Different Throttle Configurations on Flow Force of Converged Flow Poppet Valve［J］. Chinese Hydraulics & Pneumatics， 2019（1）：90-94.
［12］TAN L， XIE H， CHEN H， et al. Structure Optimization of Conical Spool and Flow Force Compensation in a Diverged Flow Cartridge Proportional Valve［J］. Flow Measurement and Instrumentation， 2019， 66：170-181.
［13］赵星宇，王波，赵斌，等. 电机械执行器驱动压差可控型多路阀特性研究［J］. 机床与液压， 2022， 50（3）：73-78.
ZHAO Xingyu， WANG Bo， ZHAO Bin， et al. Research on Characteristics of Differential Pressure Controllable Multi-way Valve Driven by Electro-mechanical Actuator［J］. Machine Tool & Hydraulics， 2022， 50（3）：73-78.
［14］权龙，王波，葛磊，等. 一种先导型比例流量阀及控制方法：CN111609012B［P］. 2022-03-04.
QUAN Long， WANG Bo， Ge lei， et al. A Kind of Pilot Type Proportional Flow Valve and Control Method：CN111609012B［P］. 2022-03-04.
［15］王波，郝云晓，权龙，等. 基于补偿压差可调的多路阀流量控制特性研究［J］. 液压与气动， 2020（11）：1-7.
WANG Bo， HAO Yunxiao， QUAN Long， et al. Research on Flow Control Characteristics of Multi-way Valve Based on Adjustable Compensation Pressure Difference［J］. Chinese Hydraulics & Pneumatics， 2020（11）：1-7.
［16］陈革新，王维福，宋佳，等. 负载敏感比例多路阀中二通压力补偿阀对微动特性的影响［J］. 液压与气动， 2018（7）：72-80.
CHEN Gexin， WANG Weifu， SONG Jia， et al. Effect of Two-way Pressure Compensating Valve on Micro-motion Characteristics in Load-sensing Proportional Multi-way Valve［J］. Chinese Hydraulics & Pneumatics， 2018（7）：72-80.
［17］李国琳. 插装式电液比例节流阀特性研究［D］. 太原：太原理工大学， 2013.
LI Guolin. Research on Characteristics of Cartridge Electro-hydraulic Proportional Throttle Valve［D］. Taiyuan：Taiyuan University of Technology， 2013.
［18］冀宏，傅新，杨华勇. 非全周开口滑阀稳态液动力研究［J］. 机械工程学报， 2003， 39（6）：13-17.
JI Hong， FU Xin， YANG Huayong. Investigation on Steady-state Flow Force of Non-circular Opening Spoolvalve［J］. Chinese Journal of Mechanical Engineering 2003， 39（6）：13-17.

[1]	丁川, 章立超, 夏宁, 陈豪奇, 阮健, 孟彬, . 二维活塞/缸体副微间隙流场的剪切空化实验研究[J]. 中国机械工程, 2023, 34(12): 1395-1406.
[2]	金桐彤, 杨兆军, 王大川, 赵新跃, 田海龙, 陈传海, . [可靠性建模及试验技术]重型机床液压元件油液污染退化量分布剖面可靠性建模[J]. 中国机械工程, 2020, 31(13): 1613-1620,1628.
[3]	赵劲松, , 朱汉银, 任旭辉, 姚静, , . 插装式比例节流阀多目标遗传算法结构优化[J]. 中国机械工程, 2016, 27(02): 215-221.
[4]	姚静, 俞滨, 李亚星, 孔祥东, . 一种插装式比例节流阀主阀套通孔新结构研究[J]. 中国机械工程, 2014, 25(4): 466-470.

异形反馈槽对比例节流阀特性的影响

Influences of Irregular-shaped Feedback Slots on Proportional Throttle Valve Characteristics

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 4

编辑推荐

Metrics