压力切换装置特性分析

　　1　概述

　　溢流阀常作为液压系统中的调压元件使用,使用电磁式先导式溢流阀可完成液压系统压力的自动建立和自动卸载。电磁式先导式溢流阀在使用中的一个问题是从工作状态转到卸载状态的速度太快,因而会造成液压冲击,尤其对于高压系统更为严重。

　　我单位为襄樊、重庆等单位设计的防爆液压振动台液压系统,要求液压系统启动特别是关闭或意外停机时不对产品产生过大冲击,因此,特意在先导式溢流阀的基础上,增加了“压力切换装置”。该“压力切换装置”能可靠地保证液压系统的压力平稳地升降。

　　2　“压力切换装置”的组成和工作原理

　　2. 1　“压力切换装置”的组成

　　如图1所示,“压力切换装置”由蓄能器1,电磁换向阀2,节流孔3及连接管路等组成。

　　2. 2　工作原理

　　系统压力建立的过程:液压系统得到启动指令后,电磁阀换向阀2(简称电磁阀2)通电吸合,压力油通过先导式溢流阀上的遥控口进入蓄能器1,遥控口的压力随着进入蓄能器1的油液的增多而缓慢升高,此时,先导式溢流阀主阀芯上腔的压力也缓慢升高。系统的压力不断缓慢升高直到溢流阀的先导阀所设定的工作压力为止。

　　液压系统卸载时,电磁阀2断电断开,蓄能器1内的油液通过电磁阀2和节流孔3流回油箱,遥控口的压力随着蓄能器1内的油液减少而缓慢降低,先导式溢流阀主阀芯上腔的压力也缓慢降低到零,从而达到使系统压力缓慢降低的目的。

　　3　仿真模拟

　　根据原理图建模如图2所示。

　　3. 1　建模后,经计算即可得到系统升压和降压曲线

　　如图3所示,系统升压过程:在开始后的很短时间内压力就升到约5MPa。之后,压力上升速度放慢,经过约20多秒后压力逐渐达到设定值17MPa。

　　降压过程:在开始后的0. 6 s内系统的压力就降到约8MPa。之后,压力下降的速度放慢,经过约4 s后,压力逐渐达到2MPa,在再经过约0.5 s后压力降为零。

　　3. 2　蓄能器油口的流量曲线

　　如图4所示,系统升压过程:在开始后的很短时间内,系统向蓄能器输入的流量达到约2 L/min,在之后的9 s内,输入流量缓慢增加到2. 3 L/min,此后,输入流量逐渐减小为零。

　　降压过程:在开始后的0. 1 s内,从蓄能器输出的流量达到约9 L/min,在之后4 s内,输出流量缓慢减少到4 L/min,再经过0. 1 s之后,输出流量降为零。

　　3. 3　蓄能器充气压力影响曲线

　　如图5所示,从曲线可以看出:系统的升压和降压时间随着蓄能器的充气压力的降低而增加。这是因为蓄能器的充气压力降低后,升压时蓄能器皮囊内的气压达到原来相同的压力就需要被压缩得比原来更小些,这就需要系统输入更多的油液,于是升压时间相应延长了。降压时,由于蓄能器内储存的油液比原来更多,因此放油的时间也就加长了。