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摘要：先导式气动减压阀属于以压缩气体为工作介质，先导结构的反馈来实现稳定工作压力气动控制元件。先导式气动减压阀需要适应气动系统的波动性，之后，就可以在普通工业用气中进行广泛应用，把以气动技术作为主要的研究方向进行延伸。从工业用气现场先导式气动减压阀来看，小型化的减压阀让模块化能降低成本，并在此基础上，方便更换零件。可以在内部先导式的基础上，缩小体积。展现减压阀整体结构布局，并在先导阀部件与主阀部件的基础上，实现有效的结构设计。从另外一个角度看，创建减压阀整体参数方程之后，就会对气动系统稳定工作状态，动态压力调节的影响进行分析和探究。分析参数之间的有效规律，完成设计，实施先导式气动减压阀测试与改进。
关键词:先导式;减压阀;性能测试
一、先导式减压阀静态的特性
（一）流量特性与压力特性介绍
先导膜片式气动减压阀工作的过程上，气体在减压阀内部就会产生运动，此种运动形式规律较为复杂[1]。减压阀的工作特性可以分为两种：一种是静态特性，另外一种是动态特性。所谓的减压阀的静态特性，就是减压阀在稳定的状态情况下，就会产生输出压力，那么输入压力与输出流量之间就会产生一定的关系[2]。从一定程度上看，先导式减压阀入口流量 q 属于一种不变的情况。 p 2这里是减压阀的出口压力。因此，这个时候，进口压力 p 1 在变化的过程中，此种变化状况，就属于压力特性。从另外一个角度看，减压阀入口压力 p 1 在不断变化的情况下， p 2 就是减压阀的出口压力，这个时候，在进口流量 q 进行变动的过程中，此变化状况，就属于压力特性[3]。
（二） 静态特性的分析
从以上主要内容上看，减压阀的静态特性就会显而易见的展现到了大家的视野当中[4]。接下来就会忽略阀芯的摩擦力，还会忽略阀芯的自重，那么，就可以得出力特性方程：
p 2 =k 1 (y 0 +y m -y)/A+k 2 (x 0 +x)/A 2 -c d2 πdsin(2φ)-8c d1 πDycosα(p 1 -p 2 )/D （1）。
从以上的公式，可以发现，出口压力会受到导阀弹簧变化量 x的影响。主阀弹簧变化量y和稳态液动也会对出口压力产生一定的影响。以上三种影响因素当中，与流入主阀的流量存在着一定的关系。出口压力受流会在主阀流量变化上，受到一定的影响与作用。流经减压阀在流量变化的过程中，为了让出口压力没有其他的变化。这个时候，就可以得出， y<<（y 0 +y m ），x<<x 0 ，A 2 >>c d2 πdsin(2φ)。接着 ，就需要保证主阀阀芯的直径D的增大。从另外一个角度进行分析，增大主阀阀芯的直径需要保持一定的科学性，其中主要的成因是，进口压力增大的时候，那么，第三项稳态液动力出口压力就会产生一定的影响。在进口压力 p 1 出现持续性提升的时候，那么出口压力 p 2 ，就会稍微出现降低的情况。如果这个时候，我们忽视其中的阀芯的自重和摩擦力，那么态液动力之后流量特性平衡方程就是：p 2 A=p 3 A+C （2）。从以上公式中可以发现，在压力 p 2 没有发生变化的时候，主阀上腔压力p 3 只要不发生变化，那么就可以了。然后就可以将连接主阀阀腔和先导阀阀腔中的节流孔看成为是一种短孔，接着，就可以根据短孔流量计算方式，得出对应的公式：q □ =根方c d*2△p/ρ根方。因此，一瞬间的 △p=（p 1 -p' 3 ）并没有出现变化。接着，进入球阀前腔上的流量q也是没有出现任何的变化的。紧接着，流速 v 在不变的情况下，就可以发现流量方程， q=vs。最终，就可以得出对应的伯努力方程：p 3 +1/2ρv 2 +ρgh=C （4）从以上的主要内容可以发现，在流速 v 在没有出现任何变化的时候，p 3 也没有出现任何的变化，也就是说出口压力p 2 是恒定的。最后，得出先导式减压阀的出口压力 p 2，在与减压阀的进口压力 p 1存在一定关系的时候，减压阀的进口流量与其是没有任何关系的[5]。
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二、 先导式减压阀动态特性
（一）先导式减压阀动态特性介绍
从一定程度上看，所谓的减压阀动态特性，也就是减压阀压力阶跃响应特性。这个时候，减压阀在进行初始工作的时候，减压阀的出口压力就会一直上升，并超越调定的压力值。逐渐衰减稳定之后，就可以调定压力值的全部过程[6]。
（二） 先导式减压阀动态曲线的测试结果
从先导式减压阀动态曲线的测试结果上看，稳定压力（MPA）为5.916。卸荷压力（MPA）为3.188，压力的幅值（MPA）是5.729，压力的超调量（MPA）是0.102，压力峰值（MPA）是6.495，过渡的时间（S）是0.768，升压的时间（S）是0.112，卸压的时间（S）是0.212。
（三） 先导式减压阀动态性能的各项指标
从以上的主要内容上看，先导式减压阀的主阀阀芯在受到平衡之后，主要的方程是：p 2 A-p 3 A'=K 1 (y 0 +y max -y)+M*d 2 y/dt 2+f y*dy/dt+k ey yp 2 （5），接着，先导式减压阀的主阀流量的主要方程属于连续性的一种，为：q+q 6 =q y + v 0/E×d△p/dt+A*dy/dt （6）,q y ≈k qy y+k cy y△p （7）,△p=(p 1 -p 2 ) （8）之后，先导阀的受力平衡方程是p 4 A 2 =K 2 (X 0 +X)+m*d 2 x/dt 2+f y*dx/dt 2+k ex Xp 4 （9）最终，就可以得出先导阀阀芯的流量连续性方程：q 5 +q 6 =q x + v 1/E×dp 4/dt （10）,然后是q 5 =G R1 (P 2 -P 4 ) （11），接着是q x =k qx x+k cx p （12），最终的主阀上腔的流量方程是：q 6 =G R2 (P 3 -P 4 )=A 2 dy/
dt- v 2/E dp 2/dt (13)。
总结：从以上的主要内容可以发现，系统瞬态响应中的各个指标，都会对二阶系统中的阻尼比与无阻尼自然频率产生很大的影响。这时，若保持阻尼比不变，那么，超调量就会不变。无阻尼自然频率增强，响应时间降低。接着，调整时间，与压时间就可以提升系统的快速性。从另外一个角度看 ，无阻尼自然频率不变且震荡环节的阻尼比提升的时候，超调量就会降低，系统稳定性就会提升。换句话说，就是主阀阀芯的质量 M 提升，其余的变量就会下降。震荡环节当中的无阻尼自然频率与阻尼比就会出现较小的情况。也就是说，二阶震荡环节也会对系统产生一定的影响。
参考文献：
[1] 陆红. 先导式减压阀的反向超压滤波效用[J].锻压机械. 2014(02)：99-100
[2] 王程勇,潘伟,陈娜. 先导式减压阀动静态特性研究[J].阀门. 2014(01):11-12
[3] 李树勋,侯英哲,丁强伟,路超. 高压气动溢流先导式减压阀动态性能研究[J].液压与气动. 2013(12):999-100
[4] 白晓瑞. 先导式减压阀结构参数对其静动态特性影响分析[J].液压气动与密封. 2013(11):89-90
[5] 罗宏博,张建锐,曹植. 基于AMESim的先导式减压阀动、静态特性仿真分析[J].煤矿机械. 2019(02):12-14
[6] 白晓瑞,沈如松,姜甫川. 先导式减压阀的静动态特性仿真分析[J].机床与液压. 2014(16):123-124
论文作者:毛玉军
论文发表刊物:《科技新时代》2019年3期
论文发表时间:2019/5/9
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