毛江军，邱敏秀，黄永才，吴根茂
Research for Electro 2hydraulic Inverse 2proportional Relief Valve
Mao Jiang 2jun ,Qiu Min 2xiu ,Huang Y ong 2cai ,Wu G en 2mao
(浙江大学流体传动及控制国家重点实验室，浙江杭州 310027 Email :jeneral @zju.edu )
摘 要：介绍了一种电液反比例溢流阀的结构原理、动态分析，及静、动态性能的试验研究。
关键词：电液；反比例；溢流阀
中图分类号:TH13715 文献标识码:B 文章编号:100024858(2004)0420056202
前言rna测序
随着交通事业的飞速发展，火车提速已经是一个必然的趋势。但是火车提速必然会加剧机车的振动,
尤其是横向振动问题比较突出。采用电液反比例溢流阀的机车半主动横向减振系统，可以明显地减小机车的横向振动。本文仅介绍电液反比例溢流阀的结构原理及性能特点。1 阀的结构及工作原理 电液反比例溢流阀的工作原理如图1所示。该阀
主要由先导限压阀5和反比例溢流阀1以及固定液阻R1、R2、R3组成 。
11反比例溢流阀 21主弹簧 31主阀芯 41主阀口
51先导限压阀 61先导回油口
图1 反比例溢流阀结构原理图
在开关电磁铁断电不起作用的工作情况下，若忽略主阀芯的摩擦力，主阀芯主要受到诸如液压力F y 、电磁力F i 、弹簧力F t 以及稳态液动力F st 等4个力的 作用，其稳态受力平衡方程式如下:
K t (x 0+x )+ρvq (cos
θ)-p A ΔA -K i (I i -200)=0(1)
式中:p A 为输出压力,ΔA 为主阀芯台阶的环形面积,
K i 为电流力增益,I i 为比例电磁铁的输入电流,K t 为弹簧刚度,x 0和x 分别是弹簧预压缩量和弹簧压缩量。将阀的参数代入式(1)得:施万细胞红蓝图
p A =13136+1167x -01021I i (2)由公式(2)可知，当输入电流I i 大于200mA 时,
p A 与I i 成反比例关系，所以随着比例电磁铁电流I i 的增大，输出压力p A 将会成比例地减小。
该阀设定，当比例电磁铁的输入电流小于或等于200mA 的时候，开关电磁铁自动通电，开关电磁铁的电磁力破坏了主阀芯正常工作时的受力平衡，使主阀口4完全关闭，先导回油口6全开，全流量从先导限压阀通过回油，输出压力p A 为先导限压阀的设定值。另外，此先导限压阀的设定值通过弹簧可调。该阀可为机车减振系统在断电时建立安全缓冲背压(其稳态
收稿日期:2003210231
作者简介：毛江军(1979—
)，男，浙江省上虞市人，硕士研究生，主要从事电液比例技术、机电自动控制技术的研究工作。
不住，叶片泵工作超过一定压力值时，叶片产生脱空，就不能正常工作(液压元件的污染磨损详见《新编液压工程手册》上册第88页)。此外，对高压叶片泵噪声和寿命影响较大的有以下几方面:(①定子材料和热处理;②定子曲线形状
和加工精度;③转子材料与热处理;④转子槽加工质量;⑤叶片材料、热处理、加工精度等。4 结论
高压叶片泵配流盘设计中应尽可能避免开缺口。
□
6
5液压与气动2004年第04期
控制特性曲线参阅图4。其中p A 在200mA 附近的过渡是一个跳变的过程)。2 动态分析
反比例溢流阀传递函数参见图2，它描述的是在先导限压阀阀口完全关闭的工况下的传递函数方块图。Δp (s )ΔU c (s )
=
ωe
R c +r p
m w s 3+
(D w +m w ωe )s 2+A h +ΣK+D w +
K I K
e ωe
文具盒生产过程
R c +r p
s +A h ωe +ωe ΣK
ΣK =K fw +K w +K T
图2 反比例溢流阀传递函数方块图
其特征方程为:
m w s 3
+(D w +m w ωe )s 2
+
A h +ΣK +D w +
K I K e ωe
R c
+r p
s +A h ωe +ωe ΣK =0
由劳斯判据，系统的稳定性条件为:①特征方程各项系数均大于零;②下列不等式成立:
(D w +m w ωe )A h +
水汽分离器∑
温度远程监控
K +D w +
K I K e ωe R c +r p
>m w (A h ωe +ωe
∑K )
将阀的参数代入以上两式，结果是满足系统的稳定性
两条件。在试验中，该阀的稳定性非常好，没有发生啸叫和振动现象。3 性能试验研究被试阀的基本参数为：阀最大流量10L/min ，最高工作压力为12MPa 。
图3为反比例溢流阀的试验系统原理图。6为电
图3 反比例溢流阀试验系统原理图
液比例调速阀,7为被试阀。
1)稳态控制特性
输入电流信号以三角波形式在0～750mA 区间连续缓慢地变化3个循环，测得反比例溢流阀的输出压力2输入电信号的稳态控制特性曲线如图4a 所示。输出额定压力为12MPa ，通电时最低控制压力p min <012MPa 。输出压力随电流的变化(190～750mA )在12～012MPa 间连续可调，此为工作区段。在被试阀断电时，手调先导限压阀的调节范围在2～12MPa 之间，图示为1015MPa 。由特性曲线可知，被试阀的重复精度≤210%；滞环≤3%。
图4 试验曲线
2)输入电信号阶跃响应特性双极化天线
图4b 试验曲线为被试阀的输入电信号阶跃特性。当输入电信号u i 从4132～1166V 阶跃变化时，输出压力p A 从116～1011MPa ，被试阀的压力上升沿过渡过程时间t s =150ms ；当u i 从1166～4132V 时,p A 从1011～116MPa ，被试阀的压力下降沿过渡过程时间t s =140ms 。4 结论
由上述理论分析与试验研究可知，电液反比例溢流阀可以应用于机车半主动系统，在正常的工况下反比例阀工作在反比例曲线段的范围内，在断电时可以保持一个先导限压阀设定的背压，避免机车系统
产生过大的振动。
参考文献:
[1] 吴根茂，邱敏秀，王庆丰，等1实用电液比例技术[M]1杭
州：浙江大学出版社,19931
[2] 宋鸿尧，丁忠尧，等1液压阀设计与计算[M]1北京：机械
工业出版社,19881
[3] 丁问司1高速列车横向半主动油压减震器研究[J ]1液压
与气动,2003(8)1
7
52004年第04期液压与气动
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