纯水管式溢流阀的仿真分析及实验研究

　　1 纯水管式溢流阀的系统仿真

　　1.1 系统仿真模型的建立

　　首先应用AMESim 仿真软件对纯水管式溢流阀进行系统仿真分析， 进而了解其动态特性。参照同类油压溢流阀的国家有关标准[1](GB8105-87)， 纯水液压溢流阀实验原理图如图1 所示。

　　因此用AMESim仿真软件建立的系统仿真模型如图2所示。

　　1.2系统仿真结果分析

　　通过仿真结果可以看到该纯水昔式溢流阀在14MPa,60L/min时其进II压力上升曲线如图3所示。

　　由图3可知该纯水昔式溢流阀压力超调为20bar压力上升时间为54ms，调整时间为160ms76ms。

　　图4--6分别是进口压力为10MPPa，l 2MPa、14MPa的仿真结果。

　　由图4—6可知，随着入口压力的增大，响应时间相应缩短，压力超调相对增大。

　　图3～6 中0～0.05s 之间有一振荡，这是因为所做的纯水管式溢流阀系统仿真模型中的二位二通电磁换向阀起始状态为断开， 信号源输送的高电平信号没能及时到达二位二通电磁换向阀， 因此， 导致前面有一振荡 。 当信号源稳定输送高电平信号后， 进口压力就稳定在 0.1MPa 左右，这是因为节流阀压降为0.1MPa。

　　2 纯水管式溢流阀的实验

　　在实验过程中， 可将被试纯水管式溢流阀安装在图7中的5.3 位置处， 由压力传感器 30.2 和 30.1 分别测量进口压力和出口压力，由流量计28 测量通过阀的流量。

　　该试验所运用到的主要元件为纯水液压综合性能实验台， 它主要包括纯水液压泵、 集成式操作台架和一台配有数据采集卡及端子板的计算机，并安装有控制软件和图像处理软件。

　　参照同类油压溢流阀的国家有关标准^[1](GB8105-87) 在纯水液压综合性能实验台上完成溢流阀的静态特性实验， 主要内容包括以下几个方面。

　　2.1 调压范围及压力稳定性试验

　　进行调压范围及压力稳定性试验时， 通过调节图7 中变频器的设定值来调节定量泵3 的转速， 从而使得流过被试阀的流量不同。 在此条件下 ， 将被试阀从全松到全紧进行连续调节， 然后反向由全紧至全松， 由二次仪表30.2 可观测得被试溢流阀入口压力。分别将泵的转速调定在550rec/min (对应流量为40L/min) 和850rec/min (对应流量为60L/min)时， 观察被试阀连续调节时的入口压力。可以看出：被试溢流阀的调定压力可以从7.5MPa 到14.5MPa 的连续调节; 在试验过程中， 发现该被试阀在由全松状态开始调节的初期， 其入口压力无明显变化， 继续调节时，其入口压力由0 直接升至7.5MPa。 可见， 该被试阀的最低调定压力为7.5MPa。 这主要是由阀内弹簧预紧力和阀芯运动时的摩擦力所致， 在系统压力较低时， 不足以克服作用在先导阀阀芯上的弹簧预紧力和摩擦力， 阀芯不移动， 被试阀不溢流。 因此， 当需要扩大调压范围时， 可以通过更换不同刚度的弹簧、 提高阀口加工精度、 或在保证可靠密封的同时， 尽量减小密封件与阀芯的摩擦力等等措施来实现。