电液伺服阀有关的技术术语和定义

出处:按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册上册》第1166页(6879字)

本节术语引自或参照ISO6404-1985、ARP490D、航标H135610-80、国标“液压—伺服阀—试验方法”(GB/JQ20233-88),以及国标“流体传动系统及元件术语”(送审稿)的有关部分。

以下术语适用于没有级间电反馈的电液伺服阀。

(1)电气方面的术语

输入电流(I)(输入信号) 使阀产生控制流量(流量伺服阀)或控制压力(压力伺服阀)而对阀输入的有效电流,以mA为单位。

额定电流(In)(额定信号) 为产生额定流量或额定控制压力对线圈任一极性所规定的输入电流(不包括零值电流),以mA为单位。规定额定电流时,必须规定线圈的连接形式。额定电流通常是指单线圈连接、差动连接或并联连接而言。当串联连接时,其额定电流为上述额定电流之半。

零值电流 差动连接线圈中,差动电流为零时,流经每个线圈的电流。

过载电流 流经线圈的最大允许电流。推荐过载电流为正常额定电流之两倍。

线圈电阻(R) 在规定温度下线圈的直流电阻,以Ω为单位。规定的温度一般为20℃。线圈电阻公差为名义电阻值的±10%。在同一台伺服阀中,两线圈电阻相差不大于名义电阻值的5%。

线圈电感(L) 线圈阻抗的电感分量,以H为单位。线圈电感与供油压力、输入电流幅值及频率有关。规定在输入电流频率为50Hz、峰间值为1/4额定电流及额定供油压力下测定。

线圈阻抗 在规定工况下,线圈电压与线圈电流的复数比。通常规定在输入电流频率为50Hz、峰间值为1/4额定电流及额定供油压力下测定。

颤振 有时为改善系统分辨率而叠加在伺服阀输入信号中的一种高频低幅值周期电信号。它以颤振频率(Hz)和以峰间颤振电流幅值(mA)来表示。

极性 控制流量或控制压力的变化方向与输入电流变化方向之间的关系。通常规定控制(工作)油口1出油时所对应的输入电流方向为正极性方向。

(2)液压方面的术语

A.流量伺服阀液压方面的技术术语

供油压力(ps) 在阀的供油口处测得的压力,或称进油口压力,以MPa为单位。

额定压力(pn) 额定工作条件时的供油压力,或称额定进油口压力,以MPa为单位。

回油压力(pr) 在阀的回油口(阀的出口)处测得的压力,或称回油口压力、背压,以MPa为单位。

耐压试验压力(耐压能力) 不引起元件永久变形、损坏和误动作的试验压力。进油口及控制口(负载窗口)的耐压试验压力为1.5倍额定供油压力,回油口(回油窗口)的耐压试验压力为额定供油压力。耐压试验后,阀的各项性能仍应符合技术条件要求。

破坏压力(破坏试验压力) 在回油口打开的情况下,以2.5倍额定供油压力施加于进油口及控制口(负载窗口),接着,对所有窗口同时施加1.5倍额定供油压力,伺服阀不应破坏。伺服阀经受破坏压力试验后,不要求恢复工作性能。

控制压力(pb或pa) 每个控制口(工作油口、负载窗口)的压力,或称工作油口压力,以MPa为单位。它们通常在供油压力ps到回油压力pr之间变化。

负载压降(pl) 控制口(工作油口)之间的压差。

阀压力降(pv) 对四通滑阀,阀压力降为输出级阀芯工作节流口压降之和。它等于供油压力ps减去回油压力pr,再减去负载压降pl∶pv=ps-pr-pl。

零位 负载压降为零时,使控制流量为零的几何零位。

零位压力 阀处于零位时,两控制窗口(工作油口)的相等的压力,以MPa为单位。

零位区 零位附近的区域。其流量增益受到重叠、内漏等参数的影响。

控制流量(负载流量)(qv) 流经阀的控制油口(工作油口)到负载的流量,或称负载流量,以L/min为单位。

额定流量(qn) 在规定阀压降下,对应于额定电流的控制流量(负载流量)。通常,额定流量规定为阀压降等于额定供油压力时,与额定电流相对应的空载控制流量,以L/min为单位。

空载流量 负载压降为零时的控制流量,或称空载控制流量,以L/min为单位。

空载流量曲线 表示空载流量与输入电流关系的曲线图形。通常是在空载情况下,输入电流在正、负额定电流之间以不受阀动态特性影响的循环速度(通常不大于0.1Hz)进行一完整循环所绘出的连续流量曲线(图20.5-5),又称流量特性曲线,简称流量特性或流量曲线。

公称流量曲线 流量曲线中点的轨迹线。这是零滞环流量曲线。阀的滞环通常很小,因此可以把流量曲线的任一侧,当作公称流量曲线使用,见图20.5-5。

图20.5-5 公称流量曲线

流量增益 在所规定的工作区里,流量曲线的平均斜率,以(L/min)/mA为单位。流量伺服阀通常可以划分为三个工作区,即:零位区、流量正常控制区(公称区)、流量饱和区(见图20.5-6)。流量增益未经注明时是指公称流量增益。

图20.5-6 工作区域

公称流量增益(Kv) 公称流量曲线的平均斜率,以(L/min)/mA为单位。

B.压力伺服阀液压方面的技术术语

三通压力伺服阀 一种具有供油窗口(进油口)、回油窗口(回油口)和一个控制窗口(工作油口)的伺服阀结构型式。阀在一个方向上的作用是使供油窗口和控制窗口相通,在相反方向的作用是将控制窗口与回油窗口相通。

四通压力伺服阀 一种具有供油窗口(进油口)、回油窗口(回油口)和两个控制窗口(工作窗口)(用来连接负载执行机构)的伺服阀结构型式。阀在一个方向上的作用是使供油窗口和控制窗口A相通,同时使控制窗口B和回油窗口相通;阀在相反方向上的作用是使供油窗口和控制窗口B相通,同时使控制窗口A和回油窗口相通。

控制压力 指三通压力伺服阀控制窗口处的压力,或四通压力伺服阀控制窗口间的压差,也是指到负载的稳态流量为零时的闭锁负载压力,以MPa为单位。

额定控制压力 在规定的供油压力和负载流量为零时,对应于额定电流的控制压力,以MPa为单位。

控制压力曲线 控制压力与输入电流关系的图线表示。对于四通阀,它通常是在正、负额定电流值之间进行一完整循环所绘出的连续曲线,参见图20.5-2。而对于三通阀,则是在零和额定电流之间进行一完整循环所绘出的连续曲线。

图20.5-2 压力特性曲线

公称控制压力曲线 控制压力曲线的中点轨迹。这是零滞环控制压力曲线。阀的滞环通常很小,因此可以把控制压力曲线的任一侧当作公称控制压力曲线使用。

额定流量容量 在规定的控制压力、供油压力(进油压力)和回油压力下,对应于伺服阀输出级满排油量的负载流量,以L/min为单位。

(3)性能方面的术语

A.流量伺服阀有关性能方面的技术术语

线性度 流量伺服阀公称流量曲线的直线性。用对公称流量增益线的最大偏差与额定电流的百分比表示,见图20.5-7。

图20.5-7 线性度和对称度

对称度 阀的两个极性公称流量增益的一致程度。用两者之差对较大者的百分比表示,见图20.5-7。

滞环 在流量曲线中,产生相同流量往和返的输入电流之差的最大值,以对额定电流之比的百分数表示,见图20.5-1。

分辨率 在某一规定的输入电流(输入信号)下,使阀的控制流量产生变化所需的输入电流最小增量(通常分辨率定义为:使阀的控制流量产生反向变化所需的输入电流最小增量),取其最大值与额定电流之比,以百分数表示。

重叠 在滑阀中,阀芯处于零位时,固定节流棱边与可动节流棱边之间的轴向相对位置关系。对伺服阀来说,重叠的度量方法为:对每一极性分别作出公称流量曲线近似直线部分的延长线,两延长线的零流量点之间的总间隔(见图20.5-8),对额定电流之比用百分数表示。

图20.5-8 阀的重叠

零重叠 公称流量曲线的两条延长线不存在间隔的情况,见图20.5-8(a)。

正重叠 在零位区域,导致公称流量曲线斜率减小的重叠情况,见图20.5-8(b)。

负重叠 在零位区域,导致公称流量曲线斜率增加的重叠情况,见图20.5-8(c)。

压力增益 控制流量为零(工作油口封闭)时,负载压降对输入电流的变化率,以MPa/mA为单位。通常,压力增益规定为在±40%最大负载压降范围内,负载压降对输入电流曲线的平均斜率(见图20.5-2)。压力增益也可以规定为阀在零位输入1%额定电流时,负载压降相对于供油压力的百分比,用pl/ps(%)表示。

零偏 为使阀处于零位所需的输入电流(不计及阀的滞环影响),以对额定电流的百分比表示。

零漂 工作条件或环境变化所导致的零偏变化,以其对额定电流的百分比表示。通常规定有供油压力零漂、回油压力零漂、温度零漂等等。

内漏 负载流量为零时,从供油口到回油口的总流量,以L/mA为单位。它随输入电流而改变,一般在零位为最大,通常把零位时的最大泄漏流量定义为内漏值或称零位泄漏,见图20.5-3。

频率响应 当恒幅正弦输入电流在规定频率范围内作正弦变化时,空载控制流量对输入电流的复数比。输入电流幅值大小、工作温度、供油压力和其它工作条件对阀的频率响应都有影响。通常在标准试验条件下,输入电流峰间值为50%额定电流时测定。用幅值比为-3dB和相位滞后为90%时所对应的频率来度量,分别称幅频宽及相频宽。阀频率响应的幅值比不应大于+2dB,见图20.5-4。

B.压力伺服阀有关性能方面的技术术语

压力增益 压力伺服阀在规定的供油压力(进油口压力)和工作油口封闭(控制流量为零)时,贯穿整个控制压力变化区域的控制压力曲线的斜率称为压力增益(图20.5-9),以MPa/mA为单位。压力增益未经注明时是指公称压力增益。

图20.5-9 压力伺服阀的控制压力曲线

公称压力增益 与公称控制压力曲线偏差最小、贯穿控制压力随输入电流变化的整个曲线区域所画的一条直线的斜率。压力伺服阀压力增益对供油压力(进油口压力)的依赖关系,以固定增益或可变增益规定。

固定增益 压力增益基本上与供油压力无关,见图20.3-2(a)及图20.3-3(a)、(c)、(d)。

可变增益 压力增压趋向于与供油压力成比例,见图20.3-2(b)及图20.3-3(b)、(d)。

额定压力增益 在规定供油压力下,额定控制压力与额定输入电流之比,以MPa/mA为单位。

压力降 在一恒定的输入电流及规定的供油压力下,控制压力随负载流量增加而减小的数值,以MPa/(L/mA)为单位。

对称度 对四通阀而言,两个极性的公称压力增益的一致程度,用两者之差对较大者的百分比来表示。

线性度 公称控制压力曲线与公称压力增益线的一致性。用公称控制压力曲线与名义压力增益线的最大偏差来衡量,并以其值与额定电流的百分比表示。

滞环 在阀的输入电流以小于动特性起作用的速度循环一个周期中,为产生相同的控制压力,往和返的输入电流之差。压力伺服阀的滞环通常规定为在整个控制压力曲线范围内,产生相同控制压力时往和返的输入电流最大差值,以其值对额定电流的百分比表示。

分辨率 使压力伺服阀的控制压力产生变化所需的输入电流最小增量(分辨率通常规定为:使阀的控制压力产生反向变化所需的输入电流最小增量),取其最大值与额定电流之比,以百分比表示。

零位 对四通压力伺服阀来说,阀提供的控制压力为零,通向负载的流量亦为零的状态。三通压力伺服阀没有与此相当的零位状态,它常常规定一个工作点,由该点规定“零偏”和“零漂”。

零偏 为使阀处于零位所需的输入电流(不计及阀的滞环影响),以对额定电流的百分比表示。对三通压力伺服阀来说,零偏是指为使阀处于规定工作点所需的输入电流。

零漂 工作条件或环境变化时所导致的零偏变化,以其对额定电流的百分比表示。

死区 对某些三通压力伺服阀来说,在零输入电流附近,控制压力不随输入电流变化的区域,称为死区,以mA为单位。对于这些阀,零漂就是在规定压力下的死区变化。

内漏 当负载流量为零时,从供油口到回油口的总流量(通常在控制窗口锁闭时测量),以L/min为单位。

频率响应 当恒幅正弦输入电流在某一频率范围内作正弦变化时,控制压力与输入电流的复数比。频率响应通常在输入电流幅值保持不变时测定,并以幅值比为-3dB和相位角-90°时所对应的频率来度量,分别称幅频宽及相频宽。因为压力伺服阀的频率响应完全依赖于负载特性,所以必须规定试验负载。通常情况下,试验负载应该是具有或不具有负载节流孔的负载容腔。一般情况下,频率响应不但随负载特性、温度和其它工作条件的变化而变化,而且随供油压力和输入电流幅值的变化而变化。

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