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三、作用在挡板上的液流力 首先研究单喷嘴挡板阀的情况,参看图2-26 对于锐边喷嘴,在喷嘴端面由喷嘴孔直径DN 到喷嘴端面外径D 之间的环形面积上,液流的静压力对挡板的作用力可以忽略。这样,作用在挡板上的液流力主要由两部分组成,一部分是喷嘴孔处的静压力对挡板产生的液压力,另一部分是射流动量的变化对挡板产生的反作用力,即 压力pN 可由断面Ⅰ和断面Ⅱ的柏努利方程求出,即 将式(2-105)代入式(2-104)可得 喷嘴孔出口断面上的流速可由下式求出,即 将式(2-107)代入式(2-106),可得挡板所受的液流力,即 作用在挡板上的净液流力为 四、喷嘴挡板阀的设计 1. 喷嘴孔直径DN 喷嘴孔直径DN 可根据系统要求的零位流量增益确定,由式(2-100)可得,即 2. 喷嘴挡板的零位间隙 零位间隙 可以这样确定:使喷嘴孔面积比喷嘴与挡板间的环形节流面积充分大,以保证环形节流面积是可控的节流孔,避免产生流量饱和现象。通常取: 简化后得 3. 固定节流孔直径D0 当DN 和 确定后,且流量系数Cd0、Cdf已知时,可由式(2-79)求得固定节流孔直径D0,即 对于匹配且对称的阀,通过桥路斜对角线上的两个桥臂的流量是相等的,即 这个结论可证明如下:如果q4 ≠q3,假设q4 q2,则q3 q1,由式(2-15)、式(2-16)、式(2-9) ~ 式(2-12)和式(2-3)、式(2-4)可得p4 p2 及p4 p2,显然这两个结论是矛盾的,所以q4 不能大于q2。同样q4 也不能小于q2,只能是q4 = q2,同理可以证明q1 = q3 将式(2-9)和式(2-11)代入式(2-19),考虑到式(2-15)的关系,可得p1 = p3。同样p2 = p4。因此匹配且对称的阀,通过桥路斜对角线上的两个桥臂的压降也是相等的,将p1 = p3 代入式(2-2)得 将上式与式(2-3)联立解得 在恒压源的情况下,由式(2-7)、式(2-20)、式(2-9)、式(2-10)、式(2-22)、式(2-23)可得负载流量为 或 或 对式(2-5)或式(2-6)作类似的处理,可得供油流量为 二、滑阀的静态特性曲线 1. 流量特性曲线 阀的流量特性是指负载压降等于常数时,负载流量与阀芯位移之间的关系,即qL p ,其图形即为流量特性曲线。负载压降pL =0 时的流量特性称为空载流量特性,相应的曲线为空载流量特性曲线,如图2-11 所示。 2. 压力特性曲线 阀的压力特性是指负载流量等于常数时,负载压降与阀芯位移之间的关系,即pL qL = 常 。其图形即为压力特性曲线。通常所指的压力特性是指负载流量qL =0 时的压力特性,其曲线如图2-12 所示。 3. 压力-流量特性曲线 阀的压力-流量特性曲线是指阀芯位移 一定时,负载流量qL 与负载压降pL 之间关系的图形描述。压力-流量特性曲线族(图2-14 和图2-18)则全面描述了阀的稳态特性。 三、阀的线性化分析和阀的系数 阀的压力-流量特性曲线是非线性的。利用线性化理论对系统进行动态分析时,必须将方程线性化。式(2-14)是负载流量的一般表达式,可以把它在某一特定工作点 附近展成台劳级数,即 如果把工作范围限制在工作点A 附近,则高阶无穷小可以忽略,上式可写成 式(2-28)为压力-流量方程以增量形式表示的线性化表达式。 下面定义阀的三个系数: (1)流量增益定义为 (2)流量-压力系数定义为 (3)压力增益(压力灵敏度)定义为 定义了阀的系数以后,压力-流量特性方程的线性化表达式可写为 一、理想零开口四边滑阀的静态特性 1. 理想零开口四边滑阀的压力-流量方程 理想零开口四边滑阀及其等效的液压桥路如图2-13 所示。图2-13 中的液压桥路与图2-10 中的液压桥路是一样的,假设理想零开口四边滑阀是匹配且对称的,因此可以直接利用第二节的分析结果得出理想零开口四边滑阀的压力-流量方程。 由于是理想零开口阀,所以当阀芯处于阀套的中间位置时,四个控制节流口全部关闭。当阀芯左移 时 ,此时A1 = A3 =0,g1 = g3 =0,由式(2-24)和式(2-25)得 式中负号表示负载流量反向。因为阀是匹配对称的,则A2 ( ) = A1 ( - ),可将式(2-34)和式(2-35)合并为 若节流口为矩形,其面积梯度为W,则 代入式(2-36)得 为了使方程具有通用性,将它化成无因次形式,即 无因次压力-流量曲线如图2-14 所示 2. 理想零开口四边