当前位置:文档之家› 王春行 《液压放大元件》第二章课后思考题

王春行 《液压放大元件》第二章课后思考题

1、‘为什么把液压控制阀成为液压放大元件?(p8)
液压控制阀是在液压系统中把机械信号(位移或转角)转换为液压信号(流量、压力)输出,并进行功率放大。

移动阀芯所需要的信号功率很小,而系统的输出功率却可以很大。

2、什么是理想滑阀?什么是实际滑阀?(p14)(p16)
理想滑阀是指径向间隙为零,工作边锐利的滑阀。

(没有圆角)
实际滑阀是指有径向间隙,同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角(铸件的毛边,加工时的误差)的滑阀。

3、什么是三通阀、四通阀?什么是双边滑阀、四边滑阀?他们之间有什么关系?(p8) 三通、四通是指阀的进出口通道;按滑阀的工作边数可分为四边,双边,单边。

一般来说四通阀为四边,三通阀为双边,两通阀必为单边。

4、什么叫阀的工作点?零位工作点的条件是什么?(p14)
阀的工作点是指压力-流量曲线上的点,即稳态情况下,负载压力为pL ,阀位移xV 时,阀的负载流量为qL 的位置。

零位工作点曲线的原点,其条件是0===v l l x p q
5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时应如何选定阀的系数?为什么? 流量增益定义为v
l
q x
q K ∂∂=
其值越大,阀对负载流量的控制就越灵敏;压力—流量系数l l c p q K ∂∂-
=其值越小,阀抵抗负载的变化能力越大,即阀的刚度越大。

压力增益v
l x p
Kp ∂∂=,其值越大,阀对负载的压力的控制灵敏度越高。

流量增益直接影响系统的开环增益,因而对
系统的稳定性、响应特性、稳态误差有直接影响。

流量—压力系数直接影响阀控执行元件(液压动力元件)的阻尼比和速度刚度。

压力增益表示阀控执行元件组合起动大惯量或大摩擦力负载的能力。

当各系数增大时对系统的影响如下表所示
6、比较零开口阀与正开口阀、三通阀与四通阀的三个阀系数有什么异同?为什么?)
正开口四边滑阀的Kqo 值是理想零开口四边滑阀的两倍,这是因为负载流量同时受两个节流窗口的控制,而且它们是差动变化的,相同点是它们的Kco 取决于面积梯度,而Kpo 与面积梯度无关(p19)。

三通阀与四通阀的零位系数相比较,流量增益是一样的,而压力增益为四通阀的一半,因为四通阀有两个控制通道,且为差动工作,而三通阀仅有一个控制通道。

(p22)
7、径向间隙对零开口阀的静态特性有什么影响?为什么要研究实际零开口阀的泄漏特性?(p16)
理想零开口四边滑阀的阀系数为 流量增益ρ
L
s d v
l
q p p W C x q K -=∂∂=
流量压力系数)
(2L s L
s v
d l
l
c p p p p Wx C p q K --=∂∂-

压力增益v
l s v l x p p x p Kp )
(2-=∂∂=
理想零开口四边滑阀的零位阀阀系数为
ρ
s
d q p W
C K =0
00=c K ∞=0p K
实际零开口四边滑阀的零位阀阀系数为
ρ
s
d q p W
C K =0
μ
π322
0W
r q q K c
s c c == 2
032c s d p r p C K πρ
μ=
产生这样结果的原因是实际零开口滑阀有径向间隙,往往还有很小的正的或负的重叠量,同
时阀口工作边也不可避免地存在小圆角。

因此在中位附近某个微小位移范围内
(例如025mm .0=v x ),阀的泄漏不可忽赂,泄漏特性决定了阀的性能。

而在此范围以外,由于径向间隙等影响可以忽略,理想的和实际的零开口滑阀的特性才相吻合。

8、为什么说零开口四边滑阀性能最好,但最难加工?(p9) 1)按工作边数
四边滑阀有四个可控的节流口,控制性能最好;双边滑阀有两个可控的节流口,控制性能居中;单边滑阀只有一个可控的节流口、控制性能最差。

为了保让工作边开口的准确性,四边滑阀需保证三个轴向配合尺寸,双边滑闹需保证两个轴向配合尺寸,单边滑阀没有抽向配合尺寸。

因此,四边滑阀结构工艺复杂、成本高,单边滑阀比较容易加工、成本低。

2)按开口类型
零开口具有线性流量增益,性能比较好;负开口阀由于流量增益具有死区,将引起问题误差;正开口阀在开口区内的流量增益变化大,压力灵敏度低,零位泄漏量大。

因此零开口阀性能最好。

9、什么是稳态液动力?什么是瞬态液动力?(p22)
稳态液动力是指,在阀口开度一定的稳定流动情况下,液流对阀芯的反作用力。

方向总是指向使阀口关闭的方向。

θρcos qv F s =
瞬态液动力是指,在阀芯运动过程中,阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化,引起阀腔内液流速度随时间变化,其动量变化对阀芯产生的反作用力。

方向始终与阀腔内液体的加速度方向相反。

dt
dq
l dt mv d F t ρ==
)( 10、滑阀流量饱和的含义是什么?他对阀的特性有什么影响?在设计时如何避免?
为了确保节流窗口为可控的节流口以避免流量饱和现象,阀腔通道内的流速不应过大。

为此应使阀腔通道的面积为控制窗口最大面积的4倍以上,即
max 2
24)(4
v r Wx d d >-π
为了保证阀芯的刚度,一般来说阀芯的颈部直径d d r 2
1
=
,带入上式 max 264
3
v Wx d >π 对于全周开口阀d W π=则
67max
>v x W
这是全周开口阀不发生流量饱和的条件
11、求出零开口双边滑阀的最大功率点和最大功率。

阀芯左移时
)(2
c s v
d c l c p p Wx C p q p N -==ρ

0=c l dp dN 得s c p p 3
1
= 此时最大功率s v
d S p Wx C P N ρ
1
3
32=
阀芯右移时
c v
d c l c p Wx C p q p N ρ
2
==
s c p p =时,取最大
此时s v
d s p Wx C p N ρ
2
=
12、如何表示阀的规格?零开口四边滑阀的负载压降l p 为什么要限制到
s p 3
2
?(p27) 根据负载的工作要求,可以确定阀的额定流量和供油压力,在供油压力一定时,阀的规格也可以用最大开口面积表示。

对阀的输出功率求一阶导,得在PL=2/3PS 时,整个液压 伺服系统的效率最高,同时阀的输出功率也最大,故通常取PL=2/3 PS 作为阀的设计负载 压力。

限制PL 值的另一个原因是在PL ≤2/3PS 的范围内,阀的流量增益和流量-压力系数的变化也不大。

流量增益降低和流量-压力系数增大会影响系统的性能,所以一般都是将PL 限制在2/3PS 的范围内。

13、喷嘴挡板的零位压力为什么取0.5s p 左右?N D 和0f x 对其性能有什么影响?
因为在零位压力灵敏度最高,为了满足这一要求,进行公式推导,可得出零位的控制压力为 c p = 0.5s p ,此时,零位的压力灵敏度最高;而且控制压力c p 能充分的调节,因此,取c p = 0.5s p 作为设计准则。

没有影响,不管这两个值如何变化,都能得出这一关系。

(p30)
14、射流管阀有哪些特点?射流管阀的工作原理和滑阀、喷嘴挡板阀是否一样?
优点:(1)射流管阀的最大优点是抗污染能力强,对油液清洁度要求不高,从而提高了工作的可靠性和使用寿命。

(2)压力恢复系数和流量恢复系数高,一般均在70%以上,有时可达90%以上。

缺点:(1) 其特性不易预测,主要靠实验确定。

(2)与喷嘴挡板阀的挡板相比,射流管的
惯量较大,因此其动态响应特性不如喷嘴挡板阀。

(3)零位泄漏流量大。

(4)当油液粘度变化时,对特性影响较大,低温特性较低。

工作原理不一样。

滑阀是节流原理,射流管阀:压力油的压力能通过射流管的喷嘴转换为液流的动能,液流被接收后,又将动能转换为压力能。

P。

相关主题