液压桥路分析（转自伺服阀及电液伺服系统）

液桥分析

 

   液压元器件是由各种桥路控制的，为了更好的了解元件的性能和原理，必须了解各种液桥的基本特性。

   常见的液桥有A型半桥、B型半桥、C型半桥和D型半桥。还有较为复杂的π型半桥，其中π型半桥又包括ABCDEFG型。

   本次内容主要分析较为简单的A型半桥、B型半桥、C型半桥和D型半桥。

半桥液阻网络由两个液阻构成，两个液阻中间为控制腔。

 

A型半桥

A型半桥的特点是两个液阻均为可变液阻。原理图如下：

A型半桥的负载流量为：

该公式就是根据基本的流量方程推导而来。

第一个节流边通过流程方程求出qv0的流量，第二个节流边根据流量方程求出qv2的流量。Qv2为回油，进油减去回油就是流往负载的流量。很容易理解。

 

B型半桥

B型半桥的特点是第一个液阻为固定液阻，第二个液阻为可变液阻。原理图如下：

B型半桥的负载流量为：

推导过程如前所述。不明白流量公式原理的，可去本公众号翻阅。

 

C型半桥

C型半桥的特点是第一个液阻为可变液阻，第二个液阻为固定液阻。原理图如下：

C型半桥的负载流量方程为：

D型半桥

D型半桥的特点是两个液阻均为固定液阻。原理图如下：

为了便于比较分析，将四种桥路的特性曲线汇集如下图所示：

  从图中可以看出，A型半桥的特性曲线，其压力增益较大，B型和C型半桥的压力增益较为平缓。而D型半桥压力为恒定值。

 

为了进一步理解 半桥的含义，举例如下：

A型半桥：

     A型半桥最典型的应用为滑阀结构，一个凸肩对应两条节流边，阀芯移动时即为两个可变节流口。两个A型半桥构成全桥，就是一个四通滑阀结构。

B型半桥

B型半桥在液压元件，尤其是液压阀中，应用最为广泛。

一个B型半桥——单喷嘴挡板阀

两个B型半桥——双喷嘴挡板阀

盖板式插装溢流阀：外控油经过x口，再经过节流孔到达插装阀上端容腔，上端容腔和溢流阀并联。溢流阀相当于可变节流口。插装阀上端容腔即为负载腔。

先导式溢流阀：油液经过节流孔达到主阀芯上腔，上腔和先导阀芯阀座并联。先导阀芯阀座即为可变节流口。主阀上腔为负载腔。典型的B型半桥。

C型半桥

   伺服阀单腔使用，手动可调节流阀与负载腔并联，节流阀出口回油。对负载进行控制之前，通过调节手动节流阀，可对回油液阻进行调节，进而对负载压力特性曲线的起始点和斜率进行调节。当压力特性曲线的起始点和斜率调节完毕，节流阀便不再动，使其开口保持不变；此时通过调节伺服阀指令信号，来改变伺服阀开度，进而对负载进行压力控制。

实测曲线如下：

 

   图中，横轴为指令信号，测试范围为4-20mA；纵轴为负载腔压力，单位为bar。左图中，系统供油压力为8bar。右图中，系统供油压力为14bar。

测试时，通过调节节流阀的开口，可以设定压力特性曲线的初始值，再结合调节伺服阀的零位，可对压力特性曲线的斜率进行调节。在4-20mA的信号范围内，可以获得0bar到系统供油压力之间的任意控制压力。

从图中可以看出，压力滞环非常小，不到1%；而且控制精度很高，可达0.1bar。

 

D型半桥

 

D型半桥用得不多，暂时未到实例。