行業動態

ST HYDRAULIC

  

1.4 高速開關閥應用新領域

高速開關閥的快速性和靈活性使得其迅速應用在工業領域。目前在汽車燃油發動機噴射、ABS剎車系統、車身懸架控制以及電網的切斷中,高速開關閥都有著廣泛的應用。維也納技術大學(Vienna University of Technology)將高速開關閥應用于汽車的阻尼器中,分析了采用并聯和串聯方案的區別。并且通過實驗與傳統阻尼器的性能進行對比,比較結果說明了數字閥應用的優點。

英國巴斯大學(University of Bath)利用流體的可壓縮性以及管路的感抗效應建立了SID(Switched inertance device)以及SIHS系統。其最主要的元件為兩位三通高速開關閥和一細長管路,如圖10所示。SIHS系統有兩種模式:流量提升和壓力提升,壓力的升高對應流量的減小,反之流量的增加對應壓力的降低。在流量提升時,首先是高壓端與工作油口聯通使得在細長管路內的流體速度升高。高速開關閥此時快速切換使得低壓端與工作油口聯通,因為細長管在液壓回路中呈感性,會將流量從低壓端拉入細長管,實現提高流量降低壓力的效果。對于壓力提升,供油端通過細長管與高速開關閥相連。初始細長管與工作油口相連,高速開關閥換向使得細長管的出口連接回油端。因回油壓力遠小于供油壓力,此時細長管中的流體開始加速。此后再將高速開關閥切換到初始位置,因流體的可壓縮性使得工作油口的壓力升高。通過仿真和實驗證實了使用高速開關閥快速切換性帶來壓力和流量提升的正確性。功率分析結果與實驗表明,如果進一步提高參數優化和控制方式,此方案能夠提升液壓傳動效率。

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10 SID:流量提升與壓力提升原理圖Fig.10 Flow booster and pressure booster of SID

將高速開關閥作為先導級控制主閥的運動,獲得高壓大流量是目前工業界研究和推廣的重點。Sauer-Danfoss公司開發了PVG系列比例多路閥,其先導閥采用如圖11所示電液控制模塊(PVE),將電子元件、傳感器和驅動器集成為一個獨立單元,然后直接和比例閥閥體相連。電液控制模塊(PVE)包含4個高速開關閥組成液壓橋路控制主閥芯兩控制腔的壓力。通過檢測主閥芯的位移產生反饋信號,與輸入信號做比較,調節4個高速開關閥信號的占空比。主閥芯到達所需位置,調制停止,閥芯位置被鎖定。電液控制模塊(PVE)控制先導壓力為13.5×105Pa,額定開啟時間為150ms,關閉時間為90ms,流量為5L/min。

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11 Sauer-Danfoss公司的先導高速開關閥原理圖Fig.11 Pilot fast switch valve of Sauer-Danfoss

Parker公司所生產的VPL系列多路閥同樣采用這種先導高速開關閥方案,區別是使用兩個兩位三通高速開關閥作為先導,如圖12所示。其先導控制采用PWM信號,額定電壓/電流為12V/430mA或24 V/370 mA,控制頻率為33Hz。

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(文章轉自液壓那些事)

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