杨国平新型液违破碎锤先导式配流阀的仿真研究杨国平刘忠2，司杨襄璧21长沙交通学院，湖南似⑴了中南大学月南410083间，使用该阀可以实现液压破碎锤的压力反缋控制，即通过调节先导阀的调定压力，来控制液压系统的压力，从而达到无，调节液压破碎锤冲击能的目的本文对新阀进行了动态计算机仿真研究，为进步研制该阀提供了理论依据。

　　仿真液压破碎锤是液压挖掘机的附件，主要用于拆除废旧建筑物破碎矿石和损坏的混凝土路面，而配流阀是各种液压破碎锤重要的元件，它对液压破碎锤性能影响较大目前，国内外均使用的是种适于行程反馈控制式配流阀，这种阀只能对液压破碎锤进行行程反馈控制，其主要存在的问是不能无级调节液压破碎锤的冲击能和冲击频率。针对这缺点，本文提出了种新型结构原理的先导式配流阀，它能使液压破碎锤实现压力反馈控制，即通过调节先导阀的调定压力，来控制液压系统的压力，从而达到无级调节液压破碎锤冲击能的目的3！

　　新型先导式配流阀是先导阀和换向阀的组合式控制，其主要由换向阀阀芯，换向阀阻尼，换向阀弹簧和先导阀阀芯，先导阀弹簧和先导阀阀座等组成，1.

　　2为新型先导式配流阀的实物照片。

　　1.2新型先导式配流阀的工作原理阀的工作原理，必须与压力反馈式液压冲击器的活塞和高压蓄能器联系起忆3足型先导式配流阀工作原理。

　　向阀阀芯在其弹簧预压力的作用下，位于左侧，换向阀的1腔与吖腔连通，此时，从油泵来的高压油部分直接进入活塞后腔，另部分经油道76进入换向阀的腔，再通过阀口流入腔，然后经03油道流入活塞前腔，致使活塞前后腔同时进高压油，此时户1有效作用面积2，而储油腔通油箱。即因此在此压差的作用下，活塞作回程加速运动随着活塞向右加速运动，高压蓄能器蓄油，系统压力乃升高，当系统压力户升高到某个值时，先导维阀打开，油液通过油道换向阀的中心孔心阻尼孔心油腔油道，锥阀座阻尼孔，油腔讥油道办油道办油道心流回油箱，由于换向阀阻尼孔4的阻尼作用，使换向阀芯左右腔产生压差。当该压差产生的向右的作用力大于换向阀弹簧力时，换向阀换向，换向阀芯处于右位，换向阀的1腔与腔连通，活塞开始回程减速或冲程此时，活塞前腔的油液经油道心和仍部分流入站油胙部分流回汕钔洞时舌唱左边加速运动，系统压力逐渐下降；当系统压力下降到某值时，先导锥阀关闭，换向阀在弹簧力作用下复位，进入下1新型先导式配流阀的结构和工作原理贴环的回程工况1.1新型先导式配流阀的结构收稿日期基金项目国家自然科学基金59875085资助项目2数学模型由工作原理可知，活塞回程时系统压力升高到先导阀压力聊杨国平等新型液压破碎锤先导式配流阀的仿真研宄咖1在现有结构参数条件下，该阀是稳定的。其中，压力值和配流阀芯位移心的稳定性良好。先导阀出现收敛的振荡，振幅随调定压力下降而增大，当=MPaIi.，e于等幅振荡参44这说明从动特性角度考虑，当配流阀在远离设计工况的条件下工作时，将导致性能变差，的压力峰值随调定压力的降低而下降旦其超调量么尺几乎不变这说明压力超调量与稳态压力无关shingHouse.Allrightsreserved.httpwww.cnki.net5先导阀阀芯力平衡方程右腔压力咖为先导阀前腔压力为换向阔阻尼孔直径为先导阀阻孔吖抒，为先导，阀口直径犯为换向阀阻尼孔长度沁搡为先导阀阻尼孔长度，1；1为先导阀芯半锥角为换向阀前后腔端面积心为换向阀位移心为先导阀位移；3为活塞位移；文1为换向阀弹，预压缩量，0；2为先导阀簧预压缩量，1为换向阀弹簧刚度I，冼导阀弹簧刚度⑴叫为换向阀芯及弹簧的等效质量队82心；所2先导阀芯及弹簧的等效质量队82为换向叫芯运动阻尼系数为先导谓芯运动阻尼系数队8心；为换向阀左腔及管路总容积为配流叫的溢流量汕液体枳弹性模货12，1力先导1扣阀流量系数，1为换向阀阻尼孔层流起始段修正系数；0，2为先导阀阻尼孔层流起始段正系数；先导阀阀口流速系篆3仿真结果分析根据上面所建立的先导式配流网系统的数学模型，采用1中的飞仿真软件对该动态系统进行建模和仿真，其结果分析如下3.1同阶跃流量下，不同调定压力时阀的动特性朋尸初始油压尸0=0.8肘，阶跃流量为2=40，时的动态响应曲线，从中我们得到先导阀调定压力时，配流阀冲程换向。在先导阀调压弹簧预压缩量定的情况下，系统冲击压力户1直接决定了回程换向的时间和冲击换向的时间，从而相应地决定了液压冲击器的冲击能大小或是否能正常工作。因此为了考察配流阀统压力从零升高到先导阀调定压力，经过个周期时间7后，系统压力再从先导阀调定压力降下到零，这里，主要考虑了配流阀阀芯和先导阀阀芯的受力平衡及油液流经配流阀和先导阀的流量连续关系对于配流阀和先导阀的受力情况，为分析问简化而忽略了阀芯自重及库伦摩擦力。由于只考虑配流阀的动态过程，这里不考虑配流阀阀口的节流作用，先导式配流阀的数学模型如下1换向阀口流量连续性方程2换向阀后腔流量连续性方程分普3先导阀流量连续性方程3在现有参数条件下，4=12肘峰值时间阀的时域动态品质指标是令人满意的。

　　3.2同调定压力同阶跃流量不同初始条件时间动态特性2肘和0.7肘，而调定旭力尸=4以13跃流量2=4，1.1时配流阀的动态响应曲统由5可知无论何种初始条件下。阀都是稳定犰压力超调量么凡不随初始条件而变且内的峰值时叫和升时间基本不随初始条件变化。3.3同调节压力不同阶跃流量时间的动态性能定压力尸=15肘1的条件下而阶跃流量12分别为40，25，151的进口油压配流阀芯位移量和先导阀位移量的响应曲线，通过比较，我们可以得到12 1；6仿真曲线之1压力超调量么凡受阶跃流量的影响显著，溢流量越小，超调量也越小。

　　2随着溢流量的减小，压力上升时间，峰值时间和过渡过程时间均有所增加。

　　刃溢流量在定范围内变化对阀的稳定性影响甚傲3.4配流阀阀芯阻尼孔对配流阀动态特性的影响调定压力为15肘，3阶跃流量42=401！的条件下，而配流阀芯阻尼孔直径4分别为，1510.0012口0.00101时阀的进口油压先导阀芯位移量和配流阀芯位移量的特性曲线。7说明4对压力超调量有较大的影响4越小，夂越大，并且响应减义在小范围内变化时对阀的稳定性影响不很显著。减小时先导阀芯出现较长时间的闭合，而适当增大心。既可降低4乃，又不会使阀的稳定性变差3.5先导座阻尼孔的变化件冗1导1叫柳。孔直挖心为。015.0.，12 0.0010，1时阀的进口油压配流阀芯位移量和先导阀芯位移量的特性曲统态特性的影响很显著。当心1减小到1时，先导阀几乎不出现振荡现象旦使车财时间亦稍有增长u，招9仿真曲线之六不仅分别对阀的动特性有响，山1在记的匹配。合理地选，1.心。既可得0.10而其它和78的条件相同时，的动态特性是令人满意的。