位移电反馈型比例节流阀的阀芯设计改进

　　液压控制阀是液压系统中必不可少的控制元件，其应用的品种和数量均占有相当大的比重。毋庸置疑，在各类液压系统的设计和使用中，正确地、理地选择、使用和维护液压阀，对于提高液压传动与控制系统的工作品质和可靠性具有非常重要的意义。因此，液压阀的研发设计、制造调试及使用维护是相当重要的。本文就对比例节流阀的阀芯设计过程中，如何减小消除比例节流阀开启关闭过程产生的振动及噪音进行分析和探讨。

　　1 电磁换向阀压力冲击

　　换向阀在液压系统中换向时所造成的系统压力瞬变常常与系统中的其他元件有关。换向阀压力冲击 Δpz 是指阀迅速关闭时在管道末端所产生的压力瞬变，即一般所说的“水击”现象。这种压力瞬变常常是很大的，并伴有很响的声音。如果换向阀迅速关闭所造成的压力冲击大到管道强度或阀体强度难以承受的程度，那么对换向阀来说，就要设法减慢动作速度来减弱换向阀在换向时的压力冲击。

　　当换向阀迅速关闭时，关闭阀口处的油液首先停止流动，并且与油液流向相同的压力波也停止前进;停止前进的压力波将以某一速度反向传递，到油源又被传回来。压力波在这样的来回传递中进行着动能和位能的相互转换，直到摩擦将能量消耗完为止。如果在动能和位能的转换中不计摩擦等能量损失，则动能和位能是相等的。可以分别列出动能和位能的式子，然后联解压力冲击即 Δpz。

　　在换向阀迅速关闭的瞬间，原流动油液的动能为：

　　式中：m 为封闭管道内的油液质量，Vg为原油液流速，ρ 为油液密度，Lg为管道长度，Ag为管道截面积。

　　可以认为管道接近于绝对刚体，则油液的压缩位能为：

　　式中 ΔF 为阀关闭的瞬间封闭管道内油液受到的冲击力，ΔLg为其内油液的压缩距离，ΔV 为压缩体积，K 为油液的体积弹性模量。联解式(1)和(2)，得

　　式中

　　ρ———油液密度(kgf.s2/cm³);

　　K———油液体积弹性模量，可取

　　K=(1.3~2)×104(kgf/cm²)vg———油液在管道中的流速 cm/s

　　由式(3)可知：ρ 和 K 为定值，要减小 Δpz，有效的方法是减低vg。也就是说，只要管道中油液流速不为零，电磁换向阀换向时都会引起压力冲击 Δpz，只是强弱不同而已。

　　2 对比例节流阀引起振动及噪音的分析

　　对普通电磁换向阀在换向时引起压力冲击 Δpz的理论分析可以看出，比例节流阀的结构和普通电磁换向阀的结构类似，只是比例节流阀的阀芯是由比例电磁铁控制的，换向时不像普通电磁换向阀的换向时间短，压力冲击相应会小一些。具体分析如下：