高速開(kāi)關(guān)閥流量特性的試驗(yàn)研究

楊樹(shù)軍，王楠，王青

(燕山大學(xué)車(chē)輛與能源學(xué)院，河北秦皇島 066004)

0 前言

高速開(kāi)關(guān)閥是一種新型的數(shù)字式電液轉(zhuǎn)換控制元件，采用脈沖流量控制方式，直接根據(jù)一系列脈沖電信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作［1］，具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、抗污染能力強(qiáng)、對(duì)電子控制回路要求低等特點(diǎn)［2－6］。高速開(kāi)關(guān)閥主要有錐閥式和球閥式兩種，球閥式高速開(kāi)關(guān)閥由于其密封性好、反應(yīng)靈敏、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好而得到普遍應(yīng)用［7］。在新型氣動(dòng)元件電－氣比例調(diào)壓閥、風(fēng)力機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)的數(shù)字式變量泵以及車(chē)輛換擋品質(zhì)的改善方面均用高速開(kāi)關(guān)閥進(jìn)行控制［8－11］。目前已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械等重要領(lǐng)域。例如用高速開(kāi)關(guān)閥取代傳統(tǒng)的電液比例閥，與多路閥構(gòu)成數(shù)字電液比例換向閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝載機(jī)的數(shù)字化電液比例控制［12－15］。文中對(duì)高速開(kāi)關(guān)閥靜態(tài)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，分析了系統(tǒng)壓力、控制信號(hào)頻率等因素對(duì)高速開(kāi)關(guān)閥流量的影響規(guī)律。

1 高速開(kāi)關(guān)閥的結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1為某二位二通常閉型高速開(kāi)關(guān)閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，當(dāng)高速開(kāi)關(guān)閥線(xiàn)圈通電時(shí)，銜鐵1在電磁力的作用下，克服彈簧力、摩擦力和液動(dòng)力，推動(dòng)頂桿6帶動(dòng)供油球閥7向右運(yùn)動(dòng)，從而使閥口打開(kāi);當(dāng)線(xiàn)圈斷電時(shí)，供油球閥在液動(dòng)力和彈簧力的共同作用下向左運(yùn)動(dòng)，最終壓緊在供油球閥密封座上，閥口關(guān)閉。利用單片機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的脈寬調(diào)制 (PWM)信號(hào)來(lái)控制高速開(kāi)關(guān)閥通斷，當(dāng)信號(hào)頻率一定時(shí)，通過(guò)信號(hào)的占空比變化改變閥開(kāi)啟、關(guān)閉的時(shí)間?！?br>