汽车液压控制系统--电液比例控制阀培训ppt课件.ppt

4. 不对称阀芯 由于比例方向阀能对进口和出口同时进行节流控制,当用于控制不同的执行机构时会出现一些新问题。例如,对称的阀芯,即左右两边节流面积相同的阀芯,应用于控制对称执行器时不会产生大的问题,但当应用于单出杆液压缸等非对称执行器时情况就不一样。 设差动液压缸的两侧有效面积比为2∶1。如果进口和出口两侧的节流面积相等时,所得的阀压力降便为1∶ 4。 如图5-28 所示,因为 由上式得 二、直动式比例方向阀 直动式比例方向阀由比例电磁铁直接推动阀芯左右移动来工作。其中二位四通和三位四通两种最常见。前者只有一只比例电磁铁,由复位弹簧定位。后者有两只比例电磁铁,由两个对中弹簧定位。复位弹簧或对中弹簧同时也是电磁力-位移转换元件。由于电磁力的限制,直动式的比例方向阀只能用在流量较低的场合,比例方向阀也可分为带阀芯位置反馈和不带位置反馈两种。 1. 不带位置反馈型 不带阀芯位置反馈的直动式比例方向阀的基本结构与前面介绍的三通比例减压阀十分相似,仅阀芯内部结构不同。三通减压阀是采用三件组合式阀芯,而比例方向阀采用的是开有节流槽的整体式阀芯。 2. 带阀芯位置反馈型 带阀芯位置反馈的直动式比例方向阀与不带阀芯位置反馈的差别仅在于使用的比例电磁铁不完全相同。不带位置反馈的比例方向阀使用的是力控制形比例电磁铁,而带位置反馈的其中有一只使用的是行程控制比例电磁铁,如图5-29 所示 由于该阀也是一种直动式控制阀,因此,只能用于中等流量及以下的场合。 三、先导式比例方向阀 先导式比例方向阀主要用于大流量的场合。较常用的是二级阀,也有三级的,三级式的阀主要用于特大流量的场合。先导级通常是一个小型的直动式三通比例减压阀,或其他类型的压力控制阀,例如喷嘴挡板阀。它的工作原理是电信号经先导级转换放大后,变成液压功率驱动主阀级工作。液压推力等于控制压力与阀芯端面积和乘积,它足以克服主阀芯上液动力的干扰。 先导式比例方向阀有两类: 第一类是从伺服阀的简化基础上发展起来的,它与伺服阀相类似,级间可能有各种各样的反馈联系,动态和静态性能都较优。这类阀有时又称为廉价伺服阀。但它的制造工艺较复杂、制造要求高、通用性差,比较不常见。 另一类是从电液换向阀的基础上发展起来的。这类阀没有级间的反馈联系,优点是装配精度和制造要求较低,通用性好,调节方便。 双向比例三通减压阀的主要用途是作为比例方向阀的先导阀。它与一个液动式比例方向阀叠加在一起就构成一个先导式电液比例方向阀如图5-30 所示。 比例方向阀的控制特点如下: (1)比例方向阀提供两个方向上同时节流; (2)阀芯的最终设定位置由输入信号的水平确定; (3)阀芯移动的响应速度直接与执行机构的加速度或减速度成比例。它可以借助比例放大器中的斜坡信号发生电路来调整确定。 四、比例方向阀的特性曲线 比例方向阀的特性用三组特性曲线表示,这些特性曲线是使用和设计比例方向阀控制回路的重要依据。一组曲线是额定压差下输入信号电流与输出流量关系曲线,即流量控制曲线,该曲线反映比例阀的静态特性;另外两组曲线是阶跃响应曲线和频率响应曲线,这两组曲线反映阀的动态特性。下面分别讨论这些曲线与性能之间的联系。 1. 流量控制曲线 通常名义流量是指对应总压力差为1MPa(也有采用0. 8MPa)的那条流量曲线。 对毎一名义流量的比例方向阀,都有一组流量曲线给出, 用来表明阀在该压降下的最大控制能力。 图5-31 所示的特性曲线表示名义流量为30L/ min 的比例方向阀在不同的压差下流量与控制电流之间的关系。 采用比例方向阀的目的是为了提供对流量或速度的控制,而曲线表明要控制就必须要节流,而节流就必定有压降落在阀口上。 2. 阶跃响应曲线 对某一具体的液压回路,要估计它的最高工作频率(往复运动)和负载状态。有时需要考虑比例阀本身固有的转换时间(阶跃响应时间)的限制。虽然系统的自然频率是主要的限制因素,但熟悉和了解响应特性是非常有用的。特别是过程控制器或计算机用于控制某一工作循环时更应淸楚地知道阶跃响应时间。因为预知该阀的可靠的响应特性后,可以利用计算机提前触发某一功能,即在该功能需要出现之前转换阀芯,用这样的方法可以消除比例阀的死区以及改善工作循环。 图5-32 所示为理想阶跃信号下,即瞬时变化的阶跃信号输入到比例放大器,阀芯从一个位置转换到另一位置的最快响应情况。 3. 频率响应曲线 图5-33 所示为一个比例方向阀的典型的频率响应特性曲线 一、PWM 控制的基本原理和概念 PWM(Pulse Width Modulation)控制