高水基大流量电液阀换向性能的分析

　　1研究系统的确立

　　本文采用理论分析与试验研究相结合的方法对郑州煤矿机械集团有限责任公司恒达液压中心研制的用在液压支架上高水基大流量电液阀(见图1)换向特性进行研究。为使研究更加符合实际，经分析，最终确定了与电液阀实际工况相符的研究系统(见图2)。

　　研究系统的工作过程：电液阀初始为关闭状态，液体经溢流阀流回油箱。先导阀得到电信号后，先导腔接通高压路，腔内压力上升，液体推动主阀芯移动，使负载路接通高压路，负载(节流阀)压力上升，高压路压力下降。当主阀芯运动到最大位置后，系统压力趋于稳定;先导阀失去电信号后，先导腔接通回油路，腔内压力下降，主阀在弹簧力、台阶所受推力的作用下关闭，负载(节流阀)压力下降，高压路压力上升，当主阀芯完全关闭后，系统压力趋于稳定。

　　2数学模型的建立

　　功率键合图在建立系统数学模型时是一种非常简明有效的工具，它能反映元件间的负载效应及系统中的功率流动过程。在液压系统领域的动态分析研究中得到了广泛的应用，本文即采用该法对所研究系统进行建模。通过对研究系统分析，依据功率键合图绘制规则，画出系统的功率键合图(见图3)。

　　根据图3所示键合图，可以得到以下状态方程

　　式中S_f———泵的流量;

　　V₂、V₂₀、V₂₄———电液阀前管路、电液阀后管路、先导阀内压力变化引起的容积变化;

　　C₂、C₁₁、C₂₆———电液阀前管路、先导腔、电液阀后管路液容;

　　C₁₆———主阀弹簧柔度;

　　R₄———溢流阀液阻;

　　R₂₅———节流阀液阻;

　　R₇———泵的泄漏液阻;

　　R₂₂、R₂₄———主阀高压入口与负载口、高压入口与回油口之间的液阻;

　　R₈———先导阀与高压口之间的液阻;

　　R₁₀———先导阀与回油口的液阻;

　　A₁———主阀芯右端面面积;

　　A₂———主阀芯台阶面积;

　　A₃———负载通流截面积;

　　X₁₆———主阀芯的位移;

　　P₂₀———主阀芯动量;

　　F₁₈———主阀芯运动过程中受到的库伦摩擦力;

　　F₁₇———液体流经主阀产生的液动力。