液压桥路分析

液桥分析
 
   液压元器件是由各种桥路控制的,为了更好的了解元件的性能和原理,必须了解各种液桥的基本特性。
   常见的液桥有A型半桥、B型半桥、C型半桥和D型半桥。还有较为复杂的π型半桥,其中π型半桥又包括ABCDEFG型。
   本次内容主要分析较为简单的A型半桥、B型半桥、C型半桥和D型半桥。
半桥液阻网络由两个液阻构成,两个液阻中间为控制腔。
 
A型半桥
A型半桥的特点是两个液阻均为可变液阻。原理图如下:

液压桥路分析

A型半桥的负载流量为:

液压桥路分析

该公式就是根据基本的流量方程推导而来。
第一个节流边通过流程方程求出qv0的流量,第二个节流边根据流量方程求出qv2的流量。Qv2为回油,进油减去回油就是流往负载的流量。很容易理解。
 
B型半桥
B型半桥的特点是第一个液阻为固定液阻,第二个液阻为可变液阻。原理图如下:

液压桥路分析

B型半桥的负载流量为:

液压桥路分析

推导过程如前所述。不明白流量公式原理的,可去本公众号翻阅。
 
C型半桥
C型半桥的特点是第一个液阻为可变液阻,第二个液阻为固定液阻。原理图如下:

液压桥路分析

C型半桥的负载流量方程为:

液压桥路分析

D型半桥

D型半桥的特点是两个液阻均为固定液阻。原理图如下:

液压桥路分析

为了便于比较分析,将四种桥路的特性曲线汇集如下图所示:

液压桥路分析

  从图中可以看出,A型半桥的特性曲线,其压力增益较大,B型和C型半桥的压力增益较为平缓。而D型半桥压力为恒定值。

 

为了进一步理解 半桥的含义,举例如下:


A型半桥:

     A型半桥最典型的应用为滑阀结构,一个凸肩对应两条节流边,阀芯移动时即为两个可变节流口。两个A型半桥构成全桥,就是一个四通滑阀结构。

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B型半桥

B型半桥在液压元件,尤其是液压阀中,应用最为广泛。

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一个B型半桥——单喷嘴挡板阀

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两个B型半桥——双喷嘴挡板阀

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盖板式插装溢流阀:外控油经过x口,再经过节流孔到达插装阀上端容腔,上端容腔和溢流阀并联。溢流阀相当于可变节流口。插装阀上端容腔即为负载腔。

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先导式溢流阀:油液经过节流孔达到主阀芯上腔,上腔和先导阀芯阀座并联。先导阀芯阀座即为可变节流口。主阀上腔为负载腔。典型的B型半桥。

C型半桥

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   伺服阀单腔使用,手动可调节流阀与负载腔并联,节流阀出口回油。对负载进行控制之前,通过调节手动节流阀,可对回油液阻进行调节,进而对负载压力特性曲线的起始点和斜率进行调节。当压力特性曲线的起始点和斜率调节完毕,节流阀便不再动,使其开口保持不变;此时通过调节伺服阀指令信号,来改变伺服阀开度,进而对负载进行压力控制。

液压桥路分析

实测曲线如下:

 

液压桥路分析

   图中,横轴为指令信号,测试范围为4-20mA;纵轴为负载腔压力,单位为bar。左图中,系统供油压力为8bar。右图中,系统供油压力为14bar。
测试时,通过调节节流阀的开口,可以设定压力特性曲线的初始值,再结合调节伺服阀的零位,可对压力特性曲线的斜率进行调节。在4-20mA的信号范围内,可以获得0bar到系统供油压力之间的任意控制压力。
从图中可以看出,压力滞环非常小,不到1%;而且控制精度很高,可达0.1bar。

 

D型半桥

 

D型半桥用得不多,暂时未到实例。

 

 

原文始发于微信公众号(伺服阀及电液伺服系统):液压桥路分析

本文来自 伺服阀及电液伺服系统,本文观点不代表iHydrostatics静液压立场。

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