液动多路阀主阀芯瞬态运动的实测

　　液动多路阀具有操纵方便、通流能力大、压力损失小和安装简便等优点，在工程机械中得到越来越广泛的应用^[1]，它是决定工程机械运动性能的核心元件。液动多路阀阀芯凸肩上不同的节流槽配置，可获得不同的阀口面积曲线，从而得到不同的节流控制特性，最终实现对液压执行元件启动、运行及停止的运动控制^[2]。文献^[3] 研究了装载机转向系统的振动控制问题，结果表明转向系统主控制阀芯的运动特性和阀口面积梯度合理配置可大幅改善系统振动; 文献[4] 通过合理地配置挖掘机多路阀主阀芯节流槽使液压系统的效率提高了11. 6%。液动多路阀的阀口面积设置和阀芯运动过程一起决定了执行元件的运动过程，最终决定了主机运行的性能如平稳性、快速性等。作者在解决了阀口面积计算和流量控制特性问题后^[2，5]，通过试验对液动多路阀阀芯瞬态运动特性进行了研究。

　　1 液动多路阀试验系统

　　图1 给出了液动多路阀的试验系统图。

　　试验用多路阀为串联式结构，即进油串联、回油并联。文中对其中一联换向阀进行试验分析。定量泵1、4 由电动机驱动，定量泵1 ( 主泵)通过液动换向阀15 与液压缸17 连接。液动换向阀15 为开中心式结构，主要由主阀芯 14、单向阀11、补油阀12 等组成，试验系统工作压力由溢流阀2 限定。先导阀9 为手动比例式三通减压阀组。手柄中位时，定量泵4 ( 控制泵) 的输出流量通过溢流阀5 回油箱，换向阀主阀芯的左、右两腔通过先导阀9 接油箱，主阀芯在复位弹簧9 作用下处于中位，主泵输出流量从P 口通过主阀芯14 中位回油阀口At直接到T口; 向右转动先导阀9 的手柄，控制泵的输出流量通过先导阀9 右边的三通减压阀进入主阀芯14 的b 腔，而a 腔油液通过先导阀8 左边的三通减压阀回油箱，主阀芯14 在其两端压差作用下向左运动，主泵输出流量从P 口经进油阀口Ai、A 口流向液压缸17 有杆腔，液压缸无杆腔经B 口、回油阀口Ao、T 口回油，驱动其活塞杆往上运动; 向左转动手柄时，主阀芯14 向右运动，油缸活塞杆向下运动。文中针对主阀芯向左开启及复位过程进行分析。

　　复位弹簧19 为双弹簧结构，弹簧刚度为:

　　试验中，快速扳动先导阀手柄至最大转角( 20°) ，短时保持，然后松开手柄使阀芯在复位弹簧作用下复位，用数字示波器记录各信号瞬变过程。试验系统所用液压油为HM46，油温为( 25 ±4) ℃。控制泵流量为36. 5 L/min，溢流阀5 压力设定为4 MPa。主泵流量为138 L / min，溢流阀2 压力设定为10 MPa，油缸垂直安装，负载m 为700 kg。