结合Matlab软件分析节流阀流量特性

　　液压系统中的节流阀主要用于调速回路,调节流量以达到调节执行器运动速度的目的,它的流量性能的好坏直接影响加工时运动速度的稳定性,进而影响到加工的质量。在此对节流阀的压差-流量,温度-流量进行了研究,并采用Matlab软件对实验数据进行最小二乘拟合,得出直观的曲线图进行分析。

　　1 节流阀流量特性

　　节流阀是流量控制阀中最简单而又最基本的一种形式,可调式节流阀的节流口可以调整,能改变阻尼作用大小,从而控制它的流量。通过节流阀的流量公式[1]如下,原理图见图1的节流阀图形符号。

　　液压系统工作时希望节流口大小调整好后,流量基本不变。但实际上流量会有一定变化。从公式(1)可知,当节流阀开口AT不变时,影响流量稳定性的因素如下[2]:

　　1)压差对流量的影响

　　节流阀两端压差p变化时,通过它的流量要发生变化。三种结构形式的节流口中,通过薄刃小孔的流量受到压差改变的影响最小。

　　2)温度对流量的影响

　　油温影响到油液黏度,对于细长小孔,油温变化时,流量也会随之变化。对于薄刃孔,黏度对流量几乎没有影响,故油温变化时,流量基本不变。

　　3)节流口形状的影响

　　节流阀的节流口可能因油液中的杂质或由于油液氧化后析出的物质而局部堵塞,这样就改变了原来节流口的大小,使流量发生变化。尤其是当开口较小时,这一影响更为突出。因此节流口的抗堵塞性能也是影响流量稳定性的重要因素,节流口抗堵塞的性能与其形状有关,一般节流口通流面积越大,节流通道越短水力直径越大,越不易堵塞。当然油液的清洁度也对堵塞产生影响。

　　对影响节流阀流量稳定性的因素1)和2),通过实验可以加以验证。

　　2 节流阀流量特性实验

　　2.1 实验目的与原理实验目的:

　　(1)节流阀流量随压差变化而变化的规律;

　　(2)温度变化对节流阀流量的影响。实验原理:如图1所示,通过改变节流阀的压差p(即节流阀之前的压力减去节流阀之后的压力),来测量开口一定时,不同压差下节流阀的流量。

　　在该实验中采用节流阀进油压力不变,改变节流阀出口处压力来达到改变压差的目的。进口处的压力保持在5MPa不变,出口处的压力每015MPa一级进行调节。出口处压力分别取为015、110、115、210、215、310、315、410 MPa等,在不同开口处第一个和最后一个压力略有不同。这是因为测量不同开口时,流量为零时压差不同,以及当出口处压力阀全开时,由于通过压力阀要产生压力损失,所以在节流阀回油路上,压力表测出的读数并不为零。在不同温度下,当节流阀开口不变时,测量不同压差时的流量。