高壓大流量水壓比例閥負載特性研究*

張 恒，廖瑤瑤,2，廉自生,2，趙瑞豪

(1.太原理工大學機械與運載工程學院，太原 030024；2.煤礦綜采裝備山西省重點實驗室，太原 030024)

0 引言

水液壓技術具有無污染、安全性高、阻燃性以及動態特性較好的優點[1]，因此被廣泛用于核反應、深海裝備、煤礦機械等領域[2]。在煤礦領域，現有液壓支架電液控制系統多用開關換向閥組，其開關瞬間存在較大壓力沖擊，且流量不能精確調節，因此需要一種適用于煤礦井下工況條件的水壓比例閥換向閥[3-4]。

WANG等[5]提出了一種帶有液壓位置反饋的二位二通比例閥，通過BP神經網絡與模糊PID控制策略實現壓差反饋與閉環控制，其在7 MPa壓差時，額定流量為100 L/min。HAN等[6]提出了一種音圈電機驅動雙先導級水壓比例閥，先導級采用兩個二位二通閥，其主級采用二位二通插裝閥，通過PID控制策略實現對主閥芯的位置閉環控制，額定壓力為25 MPa，額定流量為1100 L/min。WANG等[7]提出一種二位二通水壓比例閥，其壓差在5 bar時，最大流量可達1843 L/min。XU等[8]提出使用高速開關閥組控制的三位四通水壓比例閥，但其額定流量僅為30 L/min，額定壓力為10 MPa。XU等[9]提出了動圈式比例閥，其采用比例電磁鐵直接驅動閥芯，在閥口壓差為3.5 MPa的情況下，閥口流量為60 L/min。

針對先現有比例閥不能滿足煤礦井下的工況條件，提出一種新型比例換向閥。在斜坡信號輸入下研究了比例閥的穩態控制特性，空載條件下的階躍響應與閥芯的隨動特性，并在供液條件與負載不匹配的情況下，研究了比例閥的穩定性。最后通過試驗研究了比例閥近似階躍響應特性，驗證了仿真模型的正確性?！?br>