减压阀的相关论文
浙
江大
学
图５调压腔体积不同时系统的调压曲线
Ｆｉｇ．５
Ｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ
ｃｕｒｖｅｓ
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出，调压腔体积越大，系统减压压力越稳定，但是响应也变慢．
在某些应用领域，要求的系统减压压力不是恒定值，而是按照某种规律变化的．因此，减压阀的跟踪性能也是减压阀的重要指标．图６、７分别是减压
阀跟踪以１６ＭＰａ为基准、幅值为３ＭＰａ、频率为１／４和１／２Ｈｚ的正弦信号的仿真曲线．可以看出，减
压阀基本上能跟踪上１／４Ｈｚ的信号，而对１／２
Ｈｚ
的信号跟踪则具有较大偏差．这是由于气体的可压缩性决定了气压传动的频响不会很高，并且负载容腔大小也影响着系统的频响．从图还可以观察到在两跟踪曲线中，压力上升部分跟踪比下降部分好．这
是因为在向上调压时，调压腔是由进气口引气；向下
调压时，是从调压腔放气．因此，引气过程是相对高压，气体压缩系数大、刚性大、反应快；放气过程是相对低压，气体压缩系数小、刚性小、反应慢．
图６跟踪１／４Ｈｚ正弦信号
Ｆｉｇ．６
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图７跟踪１／２Ｈｚ正弦信号
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方数据学
报（工学版）
第４２卷
由仿真过程中发现，减压阀的工作点不同对阀的性能有很大影响．因此对于不同的工作点，控制器的控制参数也应该有不同的设置．两个先导开关阀是该减压阀的关键部件．先导阀的响应时间、进气气阻和排气气阻共同决定了减压阀的调压精度．此外还发现当减压阀排气腔的容积过小时，阀的出口压力有较大的振动，甚至会出现压力无法建立的情况．
４
实验结果
在上述理论分析和计算机仿真的基础上，搭建
了一个测试平台．该测试平台输入压力为３５ＭＰａ，负载是一个体积为１Ｌ的气罐，用气管将减压阀排气腔和负载气罐连接起来．由于实验条件所限，压力传感器安装在负载气罐上．当调压时，负载气罐通过可调节流口排空．图８为调定压力为８、１６和２０ＭＰａ的调压曲线．因传感器装在负载气罐上，故声。代表的是负载气罐的压力，而不是反映减压阀排气腔的压力，实际减压阀排气腔压力响应应当比负载气罐压力响应更快．减压阀调压压力越高，负载压力上升越快．从图中可以看出，开始１６ＭＶａ曲线和２０ＭＰａ曲线有一部分重叠，然后１６ＭＰａ曲线斜率变小，这是由于气体从减压阀排气腔到负载气罐由音速流动变成亚音速流动．系统在１５～２０ｓ进入稳态，可
以看出，系统稳态误差小，调压精度能达到２％．
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图８实验曲线
Ｆｉｇ．８
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ｃｕｒｖｅｓ
５
结语
通过以上的仿真和实验可以看出，本文设计的
超高压气动减压阀能达到设计目标．减压阀在输出
压力为４～２５ＭＰａ连续可调，且具有较好的压力控
制精度．在不同的工作点，控制参数应做相应调整．
该减压阀系统存在快速性和稳定性之间的矛盾，调压腔的体积和进排气气阻是影响阀动态特性的重要因素．增大调压腔的体积或增大进排气气阻可减小
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