王春行-《液压放大元件》第二章课后思考题

1 为什么把液压控制阀成为液压放大元件 p8 液压控制阀是在液压系统中把机械信号 位移或转角 转换为液压信号 流量 压力 输出 并进行功率放大 移动阀芯所需要的信号功率很小 而系统的输出功率却可以很大 2 什么是理想滑阀 什么是实际滑阀 p14 p16 理想滑阀是指径向间隙为零 工作边锐利的滑阀 没有圆角 实际滑阀是指有径向间隙 同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角 铸件的毛边 加 工时的误差 的滑阀 3 什么是三通阀 四通阀 什么是双边滑阀 四边滑阀 他们之间有什么关系 p8 三通 四通是指阀的进出口通道 按滑阀的工作边数可分为四边 双边 单边 一般来说 四通阀为四边 三通阀为双边 两通阀必为单边 4 什么叫阀的工作点 零位工作点的条件是什么 p14 阀的工作点是指压力 流量曲线上的点 即稳态情况下 负载压力为 pL 阀位移 xV 时 阀的负载流量为 qL 的位置 零位工作点曲线的原点 其条件是0 vll xpq 5 在计算系统稳定性 响应特性和稳态误差时应如何选定阀的系数 为什么 流量增益定义为其值越大 阀对负载流量的控制就越灵敏 压力 流量系数 v l q x q K 其值越小 阀抵抗负载的变化能力越大 即阀的刚度越大 压力增益 l l c p q K 其值越大 阀对负载的压力的控制灵敏度越高 流量增益直接影响系统的开 v l x p Kp 环增益 因而对系统的稳定性 响应特性 稳态误差有直接影响 流量 压力系数直接影 响阀控执行元件 液压动力元件 的阻尼比和速度刚度 压力增益表示阀控执行元件组合起 动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示 6 比较零开口阀与正开口阀 三通阀与四通阀的三个阀系数有什么异同 为什么 正开口四边滑阀的 Kqo 值是理想零开口四边滑阀的两倍 这是因为负载流量同时受 两个节流窗口的控制 而且它们是差动变化的 相同点是它们的 Kco 取决于面积梯度 而 Kpo 与面积梯度无关 p19 三通阀与四通阀的零位系数相比较 流量增益是一样的 而 压力增益为四通阀的一半 因为四通阀有两个控制通道 且为差动工作 而三通阀仅有一 个控制通道 p22 7 径向间隙对零开口阀的静态特性有什么影响 为什么要研究实际零开口阀的泄漏特性 p16 理想零开口四边滑阀的阀系数为 流量增益 Ls d v l q pp WC x q K 流量压力系数 2 Ls Ls vd l l c pp pp WxC p q K 压力增益 v ls v l x pp x p Kp 2 理想零开口四边滑阀的零位阀阀系数为 s dq p WCK 0 0 0 c K 0p K 实际零开口四边滑阀的零位阀阀系数为 s dq p WCK 0 32 2 0 Wr q q K c s c c 2 0 32 c sd p r pC K 产生这样结果的原因是实际零开口滑阀有径向间隙 往往还有很小的正的或负的重叠量 同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角 因此在中位附近某个微小位移范围内 例如 阀的泄漏不可忽赂 泄漏特性决定了阀的性能 而在此范围以外 025mm 0 v x 由于径向间隙等影响可以忽略 理想的和实际的零开口滑阀的特性才相吻合 8 为什么说零开口四边滑阀性能最好 但最难加工 p9 1 按工作边数 四边滑阀有四个可控的节流口 控制性能最好 双边滑阀有两个可控的节流口 控制 性能居中 单边滑阀只有一个可控的节流口 控制性能最差 为了保让工作边开口的准确 性 四边滑阀需保证三个轴向配合尺寸 双边滑闹需保证两个轴向配合尺寸 单边滑阀没 有抽向配合尺寸 因此 四边滑阀结构工艺复杂 成本高 单边滑阀比较容易加工 成本 低 2 按开口类型 零开口具有线性流量增益 性能比较好 负开口阀由于流量增益具有死区 将引起 问题误差 正开口阀在开口区内的流量增益变化大 压力灵敏度低 零位泄漏量大 因此 零开口阀性能最好 9 什么是稳态液动力 什么是瞬态液动力 p22 稳态液动力是指 在阀口开度一定的稳定流动情况下 液流对阀芯的反作用力 方向总是 指向使阀口关闭的方向 cosqvFs 瞬态液动力是指 在阀芯运动过程中 阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化 引起阀 腔内液流速度随时间变化 其动量变化对阀芯产生的反作用力 方向始终与阀腔内液体的 加速度方向相反 dt dq l dt mvd Ft 10 滑阀流量饱和的含义是什么 他对阀的特性有什么影响 在设计时如何避免 为了确保节流窗口为可控的节流口以避免流量饱和现象 阀腔通道内的流速不应过大 为此应使阀腔通道的面积为控制窗口最大面积的 4 倍以上 即 max 2 2 4 4 vr Wxdd 为了保证阀芯的刚度 一般来说阀芯的颈部直径 带入上式ddr 2 1 max 2 64 3 v Wxd 对于全周开口阀则dW 这是全周开口阀不发生流量饱和的条件67 max v x W 11 求出零开口双边滑阀的最大功率点和最大功率 阀芯左移时 2 csvdclc ppWxCpqpN 由得0 c l dp dN sc pp 3 1 此时最大功率 svdS pWxCPN 1 33 2 阀芯右移时 cvdclc pWxCpqpN 2 时 取最大 sc pp 此时 svds pWxCpN 2 12 如何表示阀的规格 零开口四边滑阀的负载压降为什么要限制到 p27 l p s p 3 2 根据负载的工作要求 可以确定阀的额定流量和供油压力 在供油压力一定时 阀的规 格也可以用最大开口面积表示 对阀的输出功率求一阶导 得在 PL 2 3PS 时 整个液压 伺服系统的效率最高 同时阀的输出功率也最大 故通常取 PL 2 3 PS 作为阀的设计负载 压力 限制 PL 值的另一个原因是在 PL 2 3PS 的范围内 阀的流量增益和流量 压力系数 的变化也不大 流量增益降低和流量 压力系数增大会影响系统的性能 所以一般都是将 PL 限制在 2 3PS 的范围内 13 喷嘴挡板的零位压力为什么取 0 5左右 和对其性能有什么影响 s p N D 0 f x 因为在零位压力灵敏度最高 为了满足这一要求 进行公式推导 可得出零位的控制 压力为 0 5 此时 零位的压力灵敏度最高 而且控制压力能充分的调节 因 c p s p c p 此 取 0 5作为设计准则 c p s p 没有影响 不管这两个值如何变化 都能得出这一关系 p30 14 射流管阀有哪些特点 射流管阀的工作原理和滑阀 喷嘴挡板阀是否一样 优点 1 射流管阀的最大优点是抗污染能力强 对油液清洁度要求不高 从而提高了 工作的可靠性和使用寿命 2 压力恢复系数和流量恢复系数高 一般均在 70 以上 有时 可达 90 以上 缺点 1 其特性不易预测 主要