邱雪

（貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴陽 550008）

1 壓力補(bǔ)償原理

工程機(jī)械上負(fù)載敏感系統(tǒng)控制方式的應(yīng)用越來越多，廣義上包括了負(fù)載敏感和壓力補(bǔ)償[1-2]，本文僅對閥后壓力補(bǔ)償進(jìn)行分析。挖掘機(jī)多路閥有回轉(zhuǎn)、鏟斗、抖桿、動臂等6個基本執(zhí)行動作，卻只有一個液壓源。而當(dāng)液壓系統(tǒng)要求同時有2個或2個以上的動作執(zhí)行時，液壓油會流向負(fù)載較輕的一個，而其他動作將會停止。壓力補(bǔ)償閥可

以對小負(fù)載多路閥主閥芯節(jié)流口兩端的壓差進(jìn)行補(bǔ)償，使兩聯(lián)換向閥壓差相等，從而實(shí)現(xiàn)對不同負(fù)載回路的流量分配控制。由壓力補(bǔ)償閥消耗掉負(fù)載較低聯(lián)多余的一部分壓力。兩聯(lián)同時工作時的流量壓力分配系統(tǒng)如圖1所示，其中主閥芯在系統(tǒng)中主要起到換向節(jié)流作用，所以此處以節(jié)流閥代替。

圖1 LS系統(tǒng)流量壓力分配

設(shè)兩聯(lián)工作負(fù)載為F1、F2，其對應(yīng)負(fù)載壓力為P1、P2，其中F1＜F2,所以P1＜P2，由梭閥選擇最大負(fù)載壓力反饋給泵，同時作用在壓力補(bǔ)償閥的上腔。

式中：A1、A2為換向閥閥口過流面積；QV1、QV2為流量。

2 壓力補(bǔ)償閥過流面積計算[3-6]

結(jié)合具體尺寸，壓力補(bǔ)償閥結(jié)構(gòu)如圖2所示，為節(jié)約空間，由LS孔完成最高負(fù)載的比較與選取，省去了梭閥結(jié)構(gòu)。該補(bǔ)償閥節(jié)流槽共2種：4個單U形槽，記為m=4；2個二節(jié)U形槽，記為n=2。對于單個U形槽過流面積的計算方式見文獻(xiàn)所述。兩節(jié)U形槽結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其中：a1為大U形槽的圓心x=3.5，a2為兩節(jié)U形槽的交點(diǎn)x=1.33，a3為小U形槽的圓心x=1.25，a4大U形槽的頂點(diǎn)x=1，a5小U形槽的頂點(diǎn)x=0。

2.1 組合面積A1的計算

1）當(dāng)x1＜xa4時，此時A1完全為小U形槽結(jié)構(gòu)。

圖2 壓力補(bǔ)償閥

3 過流面積MATLAB仿真

基于MATLAB編制相關(guān)程序[7]，得出壓力補(bǔ)償閥閥口開度與過流面積的關(guān)系曲線如圖3所示。

圖3 壓力補(bǔ)償閥過流面積曲線

由圖3可知，壓力補(bǔ)償閥節(jié)流槽的在交點(diǎn)x≈4.77 mm之前取A2面積作為過流面積，在交點(diǎn)之后取A1作為過流面積。由于此閥節(jié)流槽形式以U形為基礎(chǔ)，所有遵循U形槽的特性，交點(diǎn)之后，隨著閥口開度的增大，其控制輸出的流量不再變化。

4 結(jié)論

根據(jù)廠家提供的挖掘機(jī)中壓力補(bǔ)償閥實(shí)際尺寸，對閥口過流面積進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)，并通過仿真軟件使閥口開度與過流面積程序化，在設(shè)計時只需改變程序中某一個或幾個參數(shù)值就可以直觀看到設(shè)計是否合理，從而改變以往僅僅依靠經(jīng)驗(yàn)反復(fù)實(shí)驗(yàn)修改尺寸，對壓力補(bǔ)償閥的設(shè)計具有重要的意義。

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