学兔兔第5期(总第180期)机械工程与自动化

学兔兔5号（总第180号）机械工程与自动化NO. 52013 年 10 月 MECH & AUT () MATI () NOct. 文章编号：1672—6413（2013)05—0058—03 基于固定差压减压阀的张力建模与仿真，李文飞，赵玉北，曹春华（机电与信息工程学院，中国）矿业大学（北京） 北京） 摘要：介绍了固定差压减压阀的结构和工作原理，利用仿真软件对固定差压减压阀进行建模仿真，仿真结果验证了其正确性对所建模型的参数和控制参数的优化设计提供了参考。仿真图分类号：TH134：TP391.7 文件识别码：A0 介绍FK（-zR）。…………………………（2)固定式差压减压阀一般是指保持恒压的减法公式（2)代入公式（1)并省略））进、出口差 为消除阀芯、自重和稳压阀的摩擦力，可通过定差减压阀改变节流阀口的补偿和调节。 K ( --3CR)+P2A .……………… (3)减压阀主要用于节气门调速系统。当负载力或油源压力发生变化时，

笔者根据固定差压减压阀的结构原理，利用仿真软件对其进行建模，根据国外标准产品的参数设置模型参数并进行仿真，并根据仿真结果。为阀门结构参数和控制器参数的优化设计提供了条件。1 差压减压阀的工作原理 固定式差压减压阀的结构如图1所示。该阀由主阀和导阀两部分组成。当控制口K处压力为零时，减压阀1为阀座，2为内六角螺钉，3为主阀体，4为锥体。当控制口 K 的压力降低 5 倍时，限流器；6是锥形阀芯；7为调节手轮；图1的出口压力是通过固定差压减压阀的结构来降低的。当控制I：1K处的压力增加时，由于主阀芯下弹簧（即阀芯的开启量）z的变形，阀口流量增加定差减压阀，压降减小。弹簧的预压缩z随着出口压力的增加而增加，所以公式(3)可以简化。可以看出，固定差压减压阀的出口压力随控制口的变化而变化：压力增加和增加，减少和减少。当差压减压阀正常工作时，

它是由主阀芯的上端决定的，所以一旦阀门设计完成，主阀芯上下端的压差就是一个固定值。由于压力流经整个阀门的出油口和控油口，主阀芯上的受力平衡方程为：PlA+Fs—F+F+Fr+P2A。…………（1)的流量等于通过阀芯上下两端的流量，K为流量公式中主阀芯的弹簧刚度，为阀芯的开启量可以知道，阀门的出油口与控油口的压差是主阀芯上下端压差、上下压差的倍数。主阀芯的末端是一个常数值。铁芯张开量为1时的弹簧力可以表示为：出油口与控油口之间的压差也是一个恒定值，即实现了恒定压差。收货日期：2o13-03-11；—04—18 作者简介：张力（1986一)，男，河南焦作人，硕士研究生，主要研究方向为液压传动技术。学兔兔，2013，第5期，张力等：基于减压阀定差建模与仿真· 59· 值控制. 控制口压力与控制口压力之差为5.5 MPa。可以看出固定差压减压阀2的建模仿真和结果分析固定差压减压阀出口压力随控制口压力信号的变化而变化，建立响应模型2.1应该比较快，实现恒压差控制。固定差压减压阀主要由主阀和导阀两部分组成。滑阀结构为滑阀式，先导阀采用的滑阀结构为提升阀式。固定差压减压阀主要由主阀和导阀两部分组成。滑阀结构为滑阀式，先导阀采用的滑阀结构为提升阀式。固定差压减压阀主要由主阀和导阀两部分组成。滑阀结构为滑阀式，先导阀采用的滑阀结构为提升阀式。

由于本文设计的新型固定差压减压阀在国内的元件库中没有相同结构的元件，所以利用库的基本元件构建了新型固定差压减压阀的结构图，如图 2 图 4 变阶跃载荷下固定差压减压阀出口压力曲线图 2 固定差压减压阀仿翼模型 2.2 仿真参数设置 减压阀模型设置向上。设置子模型后，需要在t/环境参数的设置中，设置各部分的组件和子模型，如图5所示。变阶跃载荷下减压阀控制口压力和出口压力参数：主阀芯直径为4mm；气缸的腔长为 10 mml 减去 l58 8 8 8 8 7 7 7 7 压力阀出口处的孔口直径为。5毫米；控制口阻尼孔直径为1.8 inln in 6 0 OOOO 9 9 9 910；主阀芯的阻尼孔直径为 1 mmi，位于主弹簧和先导 ∞ 寿命阀之间。阻尼孔的直径 L 为。5毫米；阀门的最大开度为 l4 mm；主气门弹簧刚度为1O。7 N/mm，初始位移的弹簧O力为154 N；先导阀的弹簧刚度为1O。7 N/mm，初始弹簧力100 Ni，减压阀供油压力28 MEal合资阀门品牌，其余参数为默认值。仿真时间为 15 s，通信间隔为 0.001 s。

差压减压阀的出口压力跟随控制口的压力信号。图 7 固定差压减压阀油控口压力源恒阶跃信号变化，响应速度较快阀门公司，实现差压。恒值控制。3025 天 20l5r il06o Z 4 6 8 lo 1Z l4 l6t/sds图3 固定差压减压阀油控口压力源为可变阶跃信号图8 外载时固定差压减压阀出口是恒定步长的压力曲线（2)给定差压减压阀的控制口在0 St15 S以内加。从以上两组模拟实验，

由前面的理论公式可知，通过改变预紧力下的压差。从图9、图10可以看出，减压阀的出口压力可以调节压差，从而实现阀门对负载变化的跟踪控制，3结论常数实现压差值控制。(1)在建立的固定差压减压阀模型的基础上，修改结构参数和控制参数后，可以直接仿真得到减压阀的性能参数。这是下一步固定差压减压阀。结构参数和时间生成2O控制器参数的优化设计提供了条件。pl/ , 15r(2)通过仿真对固定差压减压r1O阀进行分析验证，实现了出油口和控油口的恒压差控制。, 0\p2 参考文献：[-13雷天爵.新水利工程手册[M]。北京：北京理工大学，6tla 版。1998。图9 恒步外载荷下的减压阀控制口压力和出口压力[2] 曹春华，李志奇，李文飞。一种固定差压减压阀2的结构设计[J]. 液压气动与密封, 2012, 32(7): 79—8O. E3] 付永玲, 齐晓野. 系统建模与仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社定差减压阀，2006。减压阀EJ3。液压与气动, 2005 (1): 63-64. E53 刘晓初, 叶正茂.

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石焱（中国、中国、中国）：在本文中，被用作建立汽车模型的pre-tO。模态和 ()。的免费模式是由MSC。. 位于 iS loweY 的位置。, 的实际值, 钩子 iS 。关键词：；模态；的;