亚德客电磁阀结构原理与问题分析
亚德客电磁阀由电磁先导阀(简称先导阀)与主阀组成,两者之间有节流通道,其结构原理如图1所示。图中R1、R2分别为节流孔和先导阀液阻,两者串联连接,构成先导液压半桥;p1为供液压力p2为主阀芯上腔压力,满足如下关系式:
亚德客电磁阀主阀的上腔为敏感腔,作用面积为A2,弹簧刚度为k;下腔为高压腔,作用面积为A1(A1<A2)。当先导阀处于失电关闭状态时,液阻R2无穷大,工作介质通过节流孔进入主阀上腔,由式(1)知p1=p2,主阀芯在上腔液压力和弹簧力双重作用下处于关闭状态。
亚德客电磁阀介质通过节流孔-上腔-先导阀通道进入偶合器(近似为无压腔),在节流孔和先导阀处分别形成压降,由式(1)知p1>p2,当下腔液压力足以克服上腔液压力、弹簧力及阀芯与阀套之间的摩擦力时,主阀芯将开启,介质经主阀口进入偶合器进行充液。
以上是对偶合器充液阀的分析,排液阀工作原理与之类似。
主阀开启前平衡条件为Fp2+Ft+Ff=Fp1(Fp2为上腔压力Ft为弹簧力Ff为摩擦力Fp1为下腔压力),即
忽略弹簧力和摩擦力,即kx0+Ff=0,得到开启结构参数条件为R1>(k1-1)R2 用压力表示为Δp1>(k1-1)Δp2。
若先导阀的通流能力很强,即R2=0,得到开启压力参数条件为
亚德客电磁阀问题分析
亚德客电磁阀由上述分析可知,液阻对先导式电磁阀的开启起关键性作用,在主阀结构确定条件下,要正常开启,则希望液阻R1较大,R2较小。对于细长孔型节流孔,孔径越小,孔深越长,液阻也就越大,但也易导致堵塞现象发生。供液液压系统中虽然设置了高精度过滤器,然而由于偶合器工作过程中因滑差的存在产生大量的热使水温升高(带载启动或堵转时的温升尤其严重),若水质较硬则不可避免产生水垢,阻塞节流孔,致使主阀失控,偶合器无法正常充液、排液,影响整个工作面的甚威胁人身安全。若要保持较大节流孔直径,提高抗堵塞能力,则必须使R2降低,即要求先导阀具有较强通流能力。在先导阀确定条件下,则需寻求满足开启和正常工作要求的尽可能大的节流孔。
亚德客电磁阀结构参数外,流动形态对节流孔液阻同样有重要影响。液体在细长节流孔中的流动一般处于层流和紊流之间的过渡状态,流体的内摩擦力和惯性力都起着一定的作用,一般通过试验方法来确定参数之间的关系。先导阀内部孔道复杂,公式计算存在较大误差,同样有必要对节流孔压差-流量特性进行试验研究,准确了解其阻力特性,以保证所设计先导式电磁阀在规定压力范围内正常工作。