数字方向流量阀的作用及优化方案

增量式数字方向流量阀是一种复合阀，它把方向控制与流量控制融为一体。若假设进入液压执行器的流入流量为正，流出流量为负，则执行器换向意味着流量由正方向变为负方向，反之亦然。图6-12为数字方向流量阀的工作原理图。该阀由方向流量控制滑阀、喷嘴挡板阀和压力补偿阀三部分组成。其中，压力补偿阀可根据需要取舍，图6-12c所示的结构就不带压力补偿。这种阀的工作原理与压力补偿式流量阀类似，结构原理图如图6-12e所示，其动作原理可以看成是由挡板7控制的差动活塞（主阀阀芯1）缸。压力为p的先导液油从X口进入A₁腔使主阀1左端作用着控制油口的液油。其承载面积为A₁，右端压力因液油流经阻尼孔5减压后，有一压力降而为p_c，此处压力即是喷嘴前控制压力，滑阀右端面承压面积为A₂，A1腔与A₂腔的面积比小于1，一般为1∶2。也就是说，液油的压力p经阻尼孔5降为p_c，再从挡板缝隙处x₀流出，滑阀处于平衡状态时的条件是，A₁腔的压力p和A₂腔的压力p_c应满足A₁/A₂=p/p_c=1/2。A₂腔的压力p_c受缝隙x₀控制，挡板向前时，x₀减小，p_c上升，迫使主阀后退，直至再次建立p/p_c=1/2的关系。这时挡板7与喷嘴的间隙恢复为平衡状态时的x₀，反之亦然。因此，阀的换向是由步进电动机带动挡板7移动，改变滑阀右腔压力，驱动滑阀左右移动，分别接通P-B或P-A通道来实现的。滑阀位移至喷嘴与挡板间距离回复到初始距离即滑阀两端受力平衡时停止。可见，该阀的动作原理可以看成是由挡板阀控制主阀的位置伺服系统，执行元件为主阀阀芯。主阀阀芯移动时切换控制油口的油路，使液压油从P口进入，流入A腔或B腔，而A腔或B腔的油液从T口排出。由于步进电动机驱动的挡板单个脉冲的位移可以很小（为10^-2mm），因此主阀阀芯的位移也可以以这一微小增量而变化，从而实现对流量的微小调节。因此通过滑阀控制口的流量由步进电动机步数决定，而阀口的开启方向由步进电动机的转向决定。

图6-12 数字方向流量阀工作原理(www.xing528.com)

a）带减压型压力补偿 b）带安全型压力补偿 c）不带压力补偿 d）先导式压力补偿 e）结构原理 1—方向流量阀阀芯 2—压力补偿阀阀芯（定差溢流阀） 3—阻尼孔 4—弹簧 5—固定阻尼孔 6—喷嘴 7—挡板 a、b—内部油道