先導式減壓閥的性能測試與改進

摘 要：在液壓測試系統上進行實驗，通過分析先導式減壓閥流量特性，壓力特性與壓力階躍響應特性曲線，改進先導式減壓閥各項參數，起到提高先導式減壓閥性能的目的。

關鍵詞：先導式減壓閥；靜態特性；動態特性

現在技術界通過優化先導式減壓閥的各項參數來提高液壓與氣壓系統的安全性，準確性和節能性等，例如由于蒸汽系統的負荷波動較大，不恰當的氣壓系統的選型對系統節能與設備安全均可能帶來非常不利的影響，所以工業上對于減壓閥的設計就是至關重要的。優化先導式減壓閥的各項參數就可以解決工業生產中的很多問題。

1 先導式減壓閥靜態的特性

1.1 流量特性與壓力特性介紹

先導式減壓閥入口流量q不變的前提下，減壓閥的出口壓力p2隨進口壓力p1的變化情況，稱為其壓力特性。減壓閥入口壓力p1不變的前提下，減壓閥的出口壓力p2隨進口流量q的變化情況，稱為其流量特性。

1.2 靜態特性的分析如下

由式1可以表明，出口壓力受先導閥彈簧變化量x ，主閥彈簧變化量y，和穩態液動力影響三方面因素的影響。而它們都與流入主閥的流量有關，則出口壓力受流經主閥的流量變化的影響，為了保證流經減壓閥的流量變化時，出口壓力基本不變。我們使y<<（y0+ym），x<>cd2πdsin（2φ），并且還需要適當增大主閥閥芯的直徑D。適當的增大主閥閥芯的直徑的原因是：當進口壓力增大時，采用上述方法則第三項穩態液動力出口壓力的影響較大。從而會出現當進口壓力p1持續增大的時侯，出口壓力p2會出現略有所下降的現象。

在忽略它的閥芯的自重和摩擦力和穩態液動力之后流量特性的平衡方程為：

2 先導式減壓閥動態特性

2.1 先導式減壓閥動態特性介紹

減壓閥動態特性的主要測試就是減壓閥壓力階躍響應特性。減壓閥的階躍特性是指減壓閥開始工作時其減壓閥的出口壓力迅速升高并一直上升到超過其調定的壓力值，在逐漸衰減穩定到它的調定壓力值的過程。

2.2 先導式減壓閥動態曲線的測試結果

2.3 先導式減壓閥動態性能的各項指標

先導式減壓閥的動態方程為：

（1）先導式減壓閥的主閥閥芯的受力平衡方程

二階系統的阻尼比和無阻尼自然頻率對系統瞬態響應的各項指標都有影響，所以我們必須選取合適的阻尼比和無阻尼自然頻率，在阻尼比不變的情況下，則超調量不變，無阻尼自然頻率的增大，可以縮短響應時間，調整時間，和升壓時間。也就是說可以提高系統的快速性。總而言之，無阻尼自然頻率的增大對提高減壓閥系統的性能有利。

在無阻尼自然頻率不變的情況下，增大震蕩環節的阻尼比，就會減少超調量，增加系統的穩定性。因為主閥閥芯的質量M很大，其他變量相對較小，則震蕩環節的無阻尼自然頻率和阻尼比較小，則二階震蕩環節對系統的影響不容忽視。而阻尼孔會起到有效抑制二階環節的震蕩作用。

3 結束語

我們使y<<（y0+ym），x<>cd2πdsin（2φ），并且適當的增大主閥的閥芯的直徑D的大小，這樣我們可以減小達到先導式減壓閥額定調壓范圍后進口壓力的變化對出口壓力的影響。減壓閥主閥的流量增益kqy比較大，所以微分環節的頻率較大，遠離工作區；二階震蕩環節對系統的影響不容忽視，而阻尼2的作用則可以有效的抑制二階環節的震蕩作用。

參考文獻

[1]王德武.先導型溢流閥的動靜態特性分析[J].裝備制造技術，2011，

9：45-47.

[2]李云壯.液壓元件與系統[M].機械工業出版社，2011.