金禄科技：先导式溢流阀远程控制的工作原理

　　一、先导式溢流阀主要由先导阀和主阀组成

　　先导阀是一个直动式溢流阀。系统中的压力通过作用于主阀活塞端，并通过节流口作用于活塞的另外一端和先导阀的锥体上。静止时活塞两端的压力相等，活塞停止在原始位置。当系统压力达到先导阀调定值时，油液顶开先导阀锥体流向油箱。由于节流作用，主阀芯前后产生压差。如此压差与活塞面积的乘积大于弹簧力，引起主阀位移，P口和T口连通，油液经T口回油箱。

先导式溢流阀

　　先导式溢流阀远程控制口一般是封闭的。如果用油管接至另一个远程调压阀，则其控制情况则会有所不同。

　　1. 如果远程调压阀大于先导阀设定时，远程阀的设定不起作用。主阀压力还是由其先导部分压力设定值来决定。这与远程控制口被堵上一个道理。

先导式溢流阀

　　2. 如果远程调压阀小于先导阀设定时，主阀的实际压力由远程阀的压力设定值决定，从而实现远程控制。

　　3. 如果先导阀远程控制口直接接回油箱，主阀上的压力接近为零，P口与T口相同，主阀直接卸荷。这也是在很多泵后面采用先导式电磁溢流阀的工作原理所在，通过电磁阀的得电和失电，让控制口通或断，从而实现加载或卸载。

先导式溢流阀

　　溢流阀的功能相信各位都了解，不过溢流阀原理，结构，特性等你只想可能还真想不明白。作为工程师，作为工科生，解决问题的最好办法是去做，（其实推公式，看样本我也懂，前提是懂，不懂的再怎么看样本还是不懂，有点绕）所以为了研究溢流阀，拆了个。

　　二、工作原理：

　　当电磁铁不得电时，先导阀芯处于关闭状态;

　　当电磁铁得电时，P口压力油经主阀芯上的阻尼孔R1进入到主阀弹簧腔，再经挡板的阻尼R2进入到先导阀入口，当进口压力足以克服先导阀弹簧力和电磁力，推动先导阀芯往上移打开先导阀，油液经R3流出，从而使主阀弹簧腔压力降低，进口P压力油打开主阀芯，溢流回T口。

先导式溢流阀

　　比例电磁铁分力控制型；行程控制型和位置调节型，力控制型电磁铁直接输出力，工作形成短，一般用在比例阀先导级上，输出力只与输入电流有关，而与位移无关，图中拆出来的比例阀的电磁铁就属于力控制型。先导级内的弹簧作用是调节阀的起调压力。

　　三、仿真

　　1，仿真模型

　　2，静态的电流-压力仿真测试

　　电流-压力变化曲线：给定流量为50L/min,电流信号从0-阀的额定电流循环。

先导式溢流阀

　　结果分析：电流-压力变化，仿真与实测曲线基本一致

　　3，阀的动态性仿真

　　溢流阀进口压力随电流阶跃变化响应情况如下。

　　结果分析：溢流阀阻尼孔R2直径越小，其压力变化响应时间越短。

先导式溢流阀

　　溢流阀进口压力随电流阶跃变化响应情况如下

　　结果分析：容腔越小，压力超调量越大，响应时间越长。主要是由于油液的可压缩性造成的，容腔体积大会对压力波动有吸收缓解作用。同时增大进口段容积可以减小起始阶段的压力冲击。

　　四、测试对比

　　JB/T 10374-2013<液压溢流阀>，有推荐溢流阀测试回路，如图

　　根据国标推荐测试回路，制定的测试方案图下

　　动态仿真的模型如下

　　仿真与测试的对比

　　仿真响应时间从5s到5.11s,约为110ms ，实测响应时间从5s到5.7s，时间700ms。

先导式溢流阀

　　分析:仿真与实测有差距，影响被测阀动态性结果的原因分析：

　　1，控制阀的切换时间，液压试验台一般用液阻模拟负载，常利用控制阀（换向阀，开关阀等）的切换来改变液阻，但是由于控制阀阀芯的移动速度有限，通道开口变化需要时间，因此实际的情况不是阶跃切换，一般要求切换的时间希望是被试件响应时间的十分之一以下，减小对被试结果的影响。

　　2，压力变化速度

　　dp/dt=Eq/V

　　容腔的体积V，

　　进出该容腔的流量差q

　　油液的弹性模量E

　　压力变化速度，因为液阻改变是通过压力改变来影响被试件的，一个充满液压油的容腔内压力的变化速度，dp/dt取决于该容腔的体积V，进出该容腔的流量差q,和油液的弹性模量，通常希望压力变化的速度尽可能的高，最好是被试件响应速度的十倍以上，以减少对测试结果的影响，所以，容腔要尽量小，q,E要大，为此，油液中的空气含量要尽可能小，（弹性模量与油液的含气量，油压和油液温度有关系）

　　改进后的管路连接

　　3，阶跃电信号的给定，通过程序编程，放大板等实现

　　经过上述改进优化，对溢流阀动态性重新做了测试，同等输入条件下，得出阀的响应时间150ms。

　　总结：针对这次测试阀的先导级的动作原理，小编开始始终想不明白，经过实际的拆解和测试，阀的动作原理也就理解了，可能这就是实际拆解测试的魅力，不比比，就是干。