PVG多路閥-流量控制與壓力控制閥芯(轉自電液愛好者)

 通常來說,大部分應用都可使用流量控制閥芯(FC閥芯),經過補償器保持壓差穩定,即可實現與負載無關的流量控制;但在特定應用中,系統的慣性可能會導致震蕩,對設備的安全運行造成影響,壓力閥芯(PC閥芯)的合理使用,可有效抑制這種震蕩的出現。

在多路閥中,閥芯是一個十分重要的部件,閥芯的設計一定程度上決定了油口流量與閥芯位移的映射關系,那么流量控制閥芯與壓力控制閥芯又有什么樣的區別呢?
PVG多路閥-流量控制與壓力控制閥芯(轉自電液愛好者)的圖1

01
流量控制閥芯(FC閥芯)

通常來說,大部分應用都會使用流量控制閥芯(FC 閥芯),因其可精確控制油口輸出流量,精準控制負載運動速度。其基本原理如下圖所示,主閥芯猶如可變節流孔同時控制P-A/B A/B-T 的流量。
PVG多路閥-流量控制與壓力控制閥芯(轉自電液愛好者)的圖2
上圖中Pl 是負載壓力(由負載決定),作用在補償器的彈簧腔;補償器的另一腔與 Pc 壓力相聯通。正常工作時, Pc壓力 始終比 Pl壓力 高彈簧力(約 7bar ),根據流量公式,這就意味著輸出流量始終與主閥芯的開口面積成直接比例關系。流量控制閥芯的特點是:固定的閥芯位移將會輸出固定的油口流量,而與負載變化無關。
PVG多路閥-流量控制與壓力控制閥芯(轉自電液愛好者)的圖3

流量控制閥芯在震蕩系統中
如文章開始時提到,系統的不穩定常見于高慣性系統中。類似的情況如下示例:

PVG多路閥-流量控制與壓力控制閥芯(轉自電液愛好者)的圖4

在任何時刻,補償器始終致力于保持主閥芯上的壓差一致,并且跟隨執行機構反饋到閥芯的壓力震蕩。當負載壓力不斷變化,補償器將會以相同頻率進行跟隨,使得閥輸出不變的流量。
因此流量控制閥芯能提供恒定的流量,但不能實現減震的功效

02

壓力控制閥芯(PC閥芯)

丹佛斯在上世紀90年代推出了PVG32壓力控制閥芯(PC閥芯),以克服壓力不穩的問題及更好地控制平衡閥的開啟。
壓力控制閥芯與流量閥芯類似,猶如可變節流孔以調節P-A/B A/B-T 的流量,但還多了一個Ls-T控制回路 ,使補償器后的泵壓力作為Ls系統的一部分,位于補償器后、主閥芯節流槽前,通過驅動閥芯,Ls壓力將通過一個固定和可變節流孔反饋。見下方示意圖:
壓力控制閥芯(PC 閥芯)基本原理:
PVG多路閥-流量控制與壓力控制閥芯(轉自電液愛好者)的圖5
Pc 經過一個固定節流孔和可變節流孔(開口與閥芯行程相關)連通到油箱,當閥芯剛打開時可變節流孔全開,閥芯滿行程時,可變節流孔全關。這就意味著Ls 壓力信號受可變節流孔來調節。下圖為壓力閥芯的特性:
PC閥芯
PVG多路閥-流量控制與壓力控制閥芯(轉自電液愛好者)的圖6

圖中:

AdrainPcT的可變節流面積(控制Ls信號)

APc-Pl):閥芯開口面積與閥芯位置的關系

Pl:負載壓力

Pc:受控的Ls壓力+彈簧壓力

Ql:閥輸出流量


從上圖看到,固定的閥芯位移將得到固定的Pc壓力,隨著閥芯位移增加,Pc也隨之增大。 Pc 大于Pl ,開始有流量輸出。也就是說,閥芯的死區根據負載變化是變化的。
下圖展示了 B 口壓力閥芯的剖視圖。
PVG多路閥-流量控制與壓力控制閥芯(轉自電液愛好者)的圖7

固定的閥芯位置將得到固定的Pc壓力 。上圖中負載壓力Pl 在震蕩,同時,作用在主閥芯上的壓差(Pc-Pl )在變化,從而導致輸出流量變化,輸出流量Ql 如上圖虛線所示。流量與閥芯壓差相關,如圖中的?P1 ?P2
壓力閥芯用于震蕩系統中是十分有益的。這樣的閥芯設計使得流量隨著負載變化而變化,提供了較好的減震效果。

壓力控制閥芯與平衡閥
壓力控制閥芯的另一個用途是控制平衡閥。通常來說,平衡閥的基本功能是保證執行機構不會誤動作。
PVG多路閥-流量控制與壓力控制閥芯(轉自電液愛好者)的圖8

當使用平衡閥控制負載時,壓力閥芯會更加體現出優勢。

平衡閥可以被先導壓力油打開,也會在負載壓力達到溢流設定壓力(上圖中的可調彈簧)時打開。如 上圖, 當經過平衡閥下放負載時,壓力閥芯在 A 口建立壓力,該壓力將作為先導壓力用來打開 B 口的平衡閥。在 A 口壓力的作用下,平衡閥將會受控開啟。如果配合使用壓力控制閥芯, Pc 壓力與閥芯位移成比例,最終平衡閥的開啟 將與閥芯 位置成比例。
如果使用流量閥芯,閥芯行程固定則油口流量是固定的,當壓力升高到一定值可以打開B 口的平衡閥;當負載加速下降,A口壓力將會降低,當壓力低至先導控制需要的壓力值以下,將不能打開平衡閥 因平衡閥在開啟和關閉之間切換,導致系統變得不穩定出現震蕩下降的情況。

總結:
大多數的應用都可以使用流量閥芯來控制,其提供了與負載無關的流量控制。在某些具體的應用中,如確定系統會出現或已經出現穩定性問題,可以使用PVG壓力閥芯替代傳統的流量閥芯,其可最大程度減少大多數的震蕩現象。
在使用平衡閥控制負載的情況下,壓力閥芯可以提供巨大的價值;而壓力閥芯與流量閥芯的組合可為特定的應用提供優秀的控制性能。


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