玻璃钢模型液压机4路伺服比例阀介绍
本系列文章将描述一种新的四通方向控制阀的非线性模型。用于稳态目的的模型开发分两个主要步骤进行。第一步包括阀门的主要可变部分 - 例如，对玻璃钢模型液压机典型伺服阀中的基本阀芯和套筒组件进行理想评估，而不考虑任何底板或歧管压力损失。第二步包括在任何实际实施中不可避免的寄生压力损失。
因此，该模型完全不依赖于内部维度。相反，它完全基于根据ISO 10770-1收集的测量的外部性能数据。该模型同样适用于伺服和比例阀。
模型输入数据必须包括：
•内部陆地泄漏（工作端口堵塞）与阀芯位置和泄漏测量压力的函数关系。当根据ISO 10770-1 收集数据时，陆地部件必须与先导流分离，
•全轴阀换档时的额定流量和用于测量流量的额定流量压力，以及
•目标值要建模的重叠，可以是任何超过或低于一圈的任意量，并且可以不同地分配给四个平台中的每一个。
完成的模型通过以下方式
模拟真实源阀的稳态性能：
•在任何供应和罐压力下的模拟流量计量特性（环状工作端口流量）是阀芯位置的函数，用于在两个方向上完全换档。
•任何压力下的模拟压力计量特性（阻塞的工作端口压力）都是阀芯位置的函数，可在两个方向上完全换档。
•阀门过度和欠量特性基于目标输入值，但需要一些试验和错误来复制精确值。
•工作端口流量（在任何工作端口压力负载条件下，任何供应和罐压力）和重叠条件可以平衡或不平衡到四个焊盘中所需的任何程度，从而可以模拟制造缺陷和阀门的错误归零。
•可以表示内部陆地泄漏，工作口堵塞任何供水和水箱压力。
限制和假设
建模程序仅适用于设计用于产生线性工作端口流量计量特性的阀门，例如来自矩形阀芯或套筒计量槽的阀门。为简单起见，假设各个土地泄漏在阀芯行程的重叠区域中是湍流，并且被模拟为与当前阀芯位置处的重叠量成反比地变化由Hagen Poiseuille方程控制。该等式计算流过长圆柱形管的流体的压降。
很可能，内部焊盘泄漏在大的重叠阀芯位置是层流的。然而，在大多数玻璃钢模型液压机伺服和比例阀应用中，通过堵塞的土地的泄漏量是微不足道的。
无论是在封闭的，开放的还是过渡的（零区）位置，通过任何单个陆地的流量都假定随着陆地上的压差的平方而变化。
假脱机位置是模型使用中的重要自变量。因此，阀芯上的流动力不是模型的一部分。必须通过分析作用在阀芯上的力来建模流动力，并且必须在该阀门模型外部进行评估。当线轴位置已知时，该模型预测上述特征。
在建模过程的第一步中不包括先导流量（通常作为内部泄漏的组成部分）。相反，它在第二步中进行评估，此时寄生损耗被添加到模型中。
鉴于上述假设和限制，出现了一种阀门模型，可以进行非常简单的分析。但更重要的是，建模过程产生一组闭合方程，不需要迭代方法来计算关键参数。
模型开发
四向方向控制阀建模通常从分析示意图开始，显示阀门及其四个可变计量焊盘的桥接电路配置，如图1所示。四个可变孔都机械地连接在一起，因为它们都被假定为加工到单个线轴上。移动（线轴）相对于固定（套筒）平台的定时是这样的，当线轴单向移动时，K VPL，PA和K VPL，BT都打开，而K VPL，PB和K VPL，AT重叠（关）。
沿另一个方向移动线轴使四个焊盘交换其开闭功能。该着陆时间导致量和方向上的比例和可控流量，从而完全控制阀上的任何负载。
阀门结构
尽管即将涵盖的建模方法不依赖于任何尺寸，但是阀门的构造和制造的一些背景是有帮助的，因为它们都影响性能曲线。而且，通过将参数设置视为与制造阀门类似，可以便于设定给定阀门的参数值的方法。
在讨论玻璃钢模型液压机伺服和比例阀的性能时，关键特性是阀门圈数。圈可以是低于，超过或所谓的零圈，并且圈是指在阀打开之前阀芯必须从中心移位的量。重叠和重叠通常是明确的，并且可以通过快速检查任何特定阀的流量计量特性来识别。然而，量化它们并不是标准化的，也不是没有问题。由于不存在标准定义，我们将在本讨论中添加术语物理重叠和明显重叠。
物理重叠是图2中标记为X的距离，而明显重叠是基于流量计量通过零的均匀程度。零圈和阀门开度这两个术语具有误导性，因为零圈不存在通用定义。此外，阀芯永远不能关闭。
考虑零圈。图3显示了理想的零重叠阀门的流量计量图表，其曲线直线通过零点。它通常以这种方式显示，但是，唉，这样的阀实际上并不存在。可以使真正的阀门接近该特性，但绝不能严格实现。原因是阀门在阀芯与其孔或套管之间始终具有一些径向间隙尺寸（图2中的 C ）。因此，当存在一定程度的物理重叠时，实际上会发生与图3的理想化过零点的最接近的近似。换句话说，需要一些重叠才能获得零圈。这可能听起来很矛盾，但仅仅是因为术语零圈。
我更喜欢“关键圈”一词。关键圈是一个条件，而不是一个维度。它被定义为：试错阀中心圈状态，其中流量计量曲线通过零，斜率的最小变化（流量增益），如图3中的理想化。零区通常被视为接近零流的区域。在该讨论中，具有图3的流量计量的阀将更好地描述为具有明显的零圈。
考虑制造过程以及试错的含义。许多玻璃钢模型液压机伺服和比例阀都是用一个阀芯和套管（有时称为套管）作为匹配对来制造的。套筒具有矩形计量槽，其位于其周边的精确位置，并且沿着其长度在制造商的工艺公差范围内。首先对线轴进行机械加工以紧贴其配合套筒，然后对其方形切割区域进行机械加工，以提供轻微但过量的物理和表观重叠。在阀芯套管安装后，阀芯套管组件安装在一个功能齐全的液压测试夹具中，从中可以在自动绘图设备上生成完整的计量曲线。
从图中可以看出，技术人员估计了多余的物理重叠量，从套筒中取出线轴，将其放入研磨夹具中，并从重叠的焊盘中移除少量材料，以便接近临界搭接条件。接下来，再次液压地测试阀芯 - 套筒组件，并且重复该过程，直到流量计量曲线在允许的限度内通过零。
这种有点重复的过程称为流动研磨，只有通过明智的估算才能在最佳条件下得到最终的计量曲线。但是，没有必要完美地通过零。它只需要靠近。不用说，流动研磨是昂贵的，因为它耗时并且需要熟练的技术人员。
因此，该模型完全不依赖于内部维度。相反，它完全基于根据ISO 10770-1收集的测量的外部性能数据。该模型同样适用于伺服和比例阀。
模型输入数据必须包括：
•内部陆地泄漏（工作端口堵塞）与阀芯位置和泄漏测量压力的函数关系。当根据ISO 10770-1 收集数据时，陆地部件必须与先导流分离，
•全轴阀换档时的额定流量和用于测量流量的额定流量压力，以及
•目标值要建模的重叠，可以是任何超过或低于一圈的任意量，并且可以不同地分配给四个平台中的每一个。
完成的模型通过以下方式
模拟真实源阀的稳态性能：
•在任何供应和罐压力下的模拟流量计量特性（环状工作端口流量）是阀芯位置的函数，用于在两个方向上完全换档。
•任何压力下的模拟压力计量特性（阻塞的工作端口压力）都是阀芯位置的函数，可在两个方向上完全换档。
•阀门过度和欠量特性基于目标输入值，但需要一些试验和错误来复制精确值。
•工作端口流量（在任何工作端口压力负载条件下，任何供应和罐压力）和重叠条件可以平衡或不平衡到四个焊盘中所需的任何程度，从而可以模拟制造缺陷和阀门的错误归零。
•可以表示内部陆地泄漏，工作口堵塞任何供水和水箱压力。
限制和假设
建模程序仅适用于设计用于产生线性工作端口流量计量特性的阀门，例如来自矩形阀芯或套筒计量槽的阀门。为简单起见，假设各个土地泄漏在阀芯行程的重叠区域中是湍流，并且被模拟为与当前阀芯位置处的重叠量成反比地变化由Hagen Poiseuille方程控制。该等式计算流过长圆柱形管的流体的压降。
很可能，内部焊盘泄漏在大的重叠阀芯位置是层流的。然而，在大多数玻璃钢模型液压机伺服和比例阀应用中，通过堵塞的土地的泄漏量是微不足道的。
无论是在封闭的，开放的还是过渡的（零区）位置，通过任何单个陆地的流量都假定随着陆地上的压差的平方而变化。
假脱机位置是模型使用中的重要自变量。因此，阀芯上的流动力不是模型的一部分。必须通过分析作用在阀芯上的力来建模流动力，并且必须在该阀门模型外部进行评估。当线轴位置已知时，该模型预测上述特征。
在建模过程的第一步中不包括先导流量（通常作为内部泄漏的组成部分）。相反，它在第二步中进行评估，此时寄生损耗被添加到模型中。
鉴于上述假设和限制，出现了一种阀门模型，可以进行非常简单的分析。但更重要的是，建模过程产生一组闭合方程，不需要迭代方法来计算关键参数。
模型开发
图1.四通阀的分析示意图是一个桥接电路，通过在一个阀芯换档中打开PA和BT来控制负载流量，在相反的阀芯换档中打开PB和AT。
四向方向控制阀建模通常从分析示意图开始，显示阀门及其四个可变计量焊盘的桥接电路配置，如图1所示。四个可变孔都机械地连接在一起，因为它们都被假定为加工到单个线轴上。移动（线轴）相对于固定（套筒）平台的定时是这样的，当线轴单向移动时，K VPL，PA和K VPL，BT都打开，而K VPL，PB和K VPL，AT重叠（关）。
沿另一个方向移动线轴使四个焊盘交换其开闭功能。该着陆时间导致量和方向上的比例和可控流量，从而完全控制阀上的任何负载。
阀门结构
尽管即将涵盖的建模方法不依赖于任何尺寸，但是阀门的构造和制造的一些背景是有帮助的，因为它们都影响性能曲线。而且，通过将参数设置视为与制造阀门类似，可以便于设定给定阀门的参数值的方法。
在讨论玻璃钢模型液压机伺服和比例阀的性能时，关键特性是阀门圈数。圈可以是低于，超过或所谓的零圈，并且圈是指在阀打开之前阀芯必须从中心移位的量。重叠和重叠通常是明确的，并且可以通过快速检查任何特定阀的流量计量特性来识别。然而，量化它们并不是标准化的，也不是没有问题。由于不存在标准定义，我们将在本讨论中添加术语物理重叠和明显重叠。
图2.所有滑阀都有一定量的阀芯间隙，并且通常在阀芯流动接地时有一定程度的重叠，以获得最佳的零流量交叉特性（临界圈）。
物理重叠是图2中标记为X的距离，而明显重叠是基于流量计量通过零的均匀程度。零圈和阀门开度这两个术语具有误导性，因为零圈不存在通用定义。此外，阀芯永远不能关闭。
考虑零圈。图3显示了理想的零重叠阀门的流量计量图表，其曲线直线通过零点。它通常以这种方式显示，但是，唉，这样的阀实际上并不存在。可以使真正的阀门接近该特性，但绝不能严格实现。原因是阀门在阀芯与其孔或套管之间始终具有一些径向间隙尺寸（图2中的 C ）。因此，当存在一定程度的物理重叠时，实际上会发生与图3的理想化过零点的最接近的近似。换句话说，需要一些重叠才能获得零圈。这可能听起来很矛盾，但仅仅是因为术语零圈。
图3.理想化的零重叠伺服阀使流量计量曲线在零点处完美地通过零交叉，并且在图形原点处曲线的斜率没有减小或增加。
我更喜欢“关键圈”一词。关键圈是一个条件，而不是一个维度。它被定义为：试错阀中心圈状态，其中流量计量曲线通过零，斜率的最小变化（流量增益），如图3中的理想化。零区通常被视为接近零流的区域。在该讨论中，具有图3的流量计量的阀将更好地描述为具有明显的零圈。
考虑制造过程以及试错的含义。许多玻璃钢模型液压机伺服和比例阀都是用一个阀芯和套管（有时称为套管）作为匹配对来制造的。套筒具有矩形计量槽，其位于其周边的精确位置，并且沿着其长度在制造商的工艺公差范围内。首先对线轴进行机械加工以紧贴其配合套筒，然后对其方形切割区域进行机械加工，以提供轻微但过量的物理和表观重叠。在阀芯套管安装后，阀芯套管组件安装在一个功能齐全的液压测试夹具中，从中可以在自动绘图设备上生成完整的计量曲线。
从图中可以看出，技术人员估计了多余的物理重叠量，从套筒中取出线轴，将其放入研磨夹具中，并从重叠的焊盘中移除少量材料，以便接近临界搭接条件。接下来，再次液压地测试阀芯 - 套筒组件，并且重复该过程，直到流量计量曲线在允许的限度内通过零。
这种有点重复的过程称为流动研磨，只有通过明智的估算才能在最佳条件下得到最终的计量曲线。但是，没有必要完美地通过零。它只需要靠近。不用说，流动研磨是昂贵的，因为它耗时并且需要熟练的技术人员。
