液橋分析

 

   液壓元器件是由各種橋路控制的，為了更好的了解元件的性能和原理，必須了解各種液橋的基本特性。

   常見的液橋有A型半橋、B型半橋、C型半橋和D型半橋。還有較為復雜的π型半橋，其中π型半橋又包括ABCDEFG型。

   本次內容主要分析較為簡單的A型半橋、B型半橋、C型半橋和D型半橋。

半橋液阻網絡由兩個液阻構成，兩個液阻中間為控制腔。

 

A型半橋

A型半橋的特點是兩個液阻均為可變液阻。原理圖如下：

A型半橋的負載流量為：

該公式就是根據基本的流量方程推導而來。

第一個節流邊通過流程方程求出qv0的流量，第二個節流邊根據流量方程求出qv2的流量。Qv2為回油，進油減去回油就是流往負載的流量。很容易理解。

 

B型半橋

B型半橋的特點是第一個液阻為固定液阻，第二個液阻為可變液阻。原理圖如下：

B型半橋的負載流量為：

推導過程如前所述。不明白流量公式原理的，可去本公眾號翻閱。

 

C型半橋

C型半橋的特點是第一個液阻為可變液阻，第二個液阻為固定液阻。原理圖如下：

C型半橋的負載流量方程為：

D型半橋

D型半橋的特點是兩個液阻均為固定液阻。原理圖如下：

為了便于比較分析，將四種橋路的特性曲線匯集如下圖所示：

  從圖中可以看出，A型半橋的特性曲線，其壓力增益較大，B型和C型半橋的壓力增益較為平緩。而D型半橋壓力為恒定值。

 

為了進一步理解 半橋的含義，舉例如下：

A型半橋：

     A型半橋最典型的應用為滑閥結構，一個凸肩對應兩條節流邊，閥芯移動時即為兩個可變節流口。兩個A型半橋構成全橋，就是一個四通滑閥結構。

B型半橋

B型半橋在液壓元件，尤其是液壓閥中，應用最為廣泛。

一個B型半橋——單噴嘴擋板閥

兩個B型半橋——雙噴嘴擋板閥

蓋板式插裝溢流閥：外控油經過x口，再經過節流孔到達插裝閥上端容腔，上端容腔和溢流閥并聯。溢流閥相當于可變節流口。插裝閥上端容腔即為負載腔。

先導式溢流閥：油液經過節流孔達到主閥芯上腔，上腔和先導閥芯閥座并聯。先導閥芯閥座即為可變節流口。主閥上腔為負載腔。典型的B型半橋。

C型半橋

   伺服閥單腔使用，手動可調節流閥與負載腔并聯，節流閥出口回油。對負載進行控制之前，通過調節手動節流閥，可對回油液阻進行調節，進而對負載壓力特性曲線的起始點和斜率進行調節。當壓力特性曲線的起始點和斜率調節完畢，節流閥便不再動，使其開口保持不變；此時通過調節伺服閥指令信號，來改變伺服閥開度，進而對負載進行壓力控制。

實測曲線如下：

 

   圖中，橫軸為指令信號，測試范圍為4-20mA；縱軸為負載腔壓力，單位為bar。左圖中，系統供油壓力為8bar。右圖中，系統供油壓力為14bar。

測試時，通過調節節流閥的開口，可以設定壓力特性曲線的初始值，再結合調節伺服閥的零位，可對壓力特性曲線的斜率進行調節。在4-20mA的信號范圍內，可以獲得0bar到系統供油壓力之間的任意控制壓力。

從圖中可以看出，壓力滯環非常小，不到1%；而且控制精度很高，可達0.1bar。

 

D型半橋

 

D型半橋用得不多，暫時未到實例。