原廠出品ATOS卸荷閥

原廠出品ATOS卸荷閥
多路組合換向閥，由于結構緊湊，便于集中操縱，油路短，壓力損失小等優(yōu)點，在農(nóng)業(yè)機械、工程機械多執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)中廣為應用．多路組合換向閥又經(jīng)常與單向閥、液控單向閥、安全閥等組為一體，因此除了其換向功能之外，還具有使系統(tǒng)限壓、卸荷、執(zhí)行元件的鎖位等功能，特別是卸荷功能尤為重要．在農(nóng)業(yè)機械中，特別是聯(lián)合收割機中，普遍使用多路組合換向閥，各執(zhí)行元件間斷工作，液壓系統(tǒng)經(jīng)常處于卸荷狀態(tài)，卸荷性能的好壞對系統(tǒng)影響較大，如果卸荷壓力高，能量損失大，系統(tǒng)溫度升高，甚至使系統(tǒng)不能正常工作．因此有必要對其卸荷性能進行分析，并合理地設計卸荷閥．
1、原廠出品ATOS卸荷閥性能分析
多路組合換向閥的卸荷方式大體分以下幾種．
1.1ATOS卸荷閥貫穿式卸荷
如圖1a所示，卸荷通道和壓力閥分別設立．卸荷時，各聯(lián)閥芯均處于中立位置，油源來油經(jīng)一條的貫穿各路閥的油道卸回油箱，卸荷油道貫穿各路換向閥．當其中任一路閥工作時（即把此卸荷油道切斷）．油源來油就從該路換向閥進入所控制的執(zhí)行元件，工作壓力大小由圖中壓力閥限定．采用該種卸荷方式優(yōu)點是換向閥閥桿從中立位置→工作位置的移動過程中，卸荷油道是逐漸被關閉的，進入執(zhí)行元件的油量逐漸增加，系統(tǒng)壓力逐漸升高，執(zhí)行元件啟動平穩(wěn)，無沖擊，而且有一定調(diào)速性能，壓力閥結構簡單．其缺點是卸荷油道長，壓力損失大，尤其換向閥路數(shù)多時，弊端更為突出，該種卸荷方式多用于路數(shù)較少的場合．
1.2
該種卸荷方式又分兩種
1.2.1貫穿控制式卸荷閥卸荷
卸荷閥和安全閥為一體，組成先導式壓力閥，該閥即是卸荷閥又是安全閥，有時又是溢流閥．卸荷時其控制油道貫穿各路換向閥，同前述卸荷油道．當各路換向閥處于中立位置時，卸荷閥的控制油道（見圖1b和圖2）貫穿各路換向閥并與油箱連通．卸荷時，大部分油液卸荷，通道短，壓力損失低．任一路閥換向工作，便切斷控制油道，油源來油就從換向閥進入執(zhí)行元件工作，其工作壓力大小由導閥控制．此時系統(tǒng)壓力為導閥調(diào)整壓力．該種卸荷方式，即使換向閥路數(shù)增加，只是控制油道增加，卸荷壓力增加不大，始終保持較低卸荷壓力，此種卸荷方式多用于手動換向閥，卸荷可靠．
1.2.2電磁閥控制式卸荷閥卸荷
該種卸荷方式與前種不同點是其控制油道與油箱通斷與否，由電磁閥控制，見圖1c，卸荷油道短，卸荷時壓力損失低，又便于自動控制，但卸荷的可靠性低，多用于電磁多路閥的場合．
2、卸荷閥的設計
工程上使用多路組合換向閥，就目前來看多為手動式，其卸荷方式多采用貫穿控制式卸荷閥卸荷，卸荷閥經(jīng)常采用圖2的結構形式，下面簡要介紹一下其設計方法．
2.1主閥結構形式的選擇
卸荷閥（又是安全閥）的主閥按配合形式不同可分為三級同心、二級同心和滑閥式三類．其中滑閥式結構工作壓力低，控制壓力精度不高；三級同心結構雖成熟，目前應用較廣，但與二級同心式比較，不及二級同心式動作靈敏，規(guī)格相同，行程相同時，二級同心結構的通油能力遠大于三級同心結構；二級同心式控制壓力穩(wěn)定，加工工藝性好，二級同心式應用前景廣闊，這里以二級同心結構，討論其結構尺寸設計方法．
2.2ATOS卸荷閥主要結構尺寸的確定
2.2.1閥的通徑D0
通徑D0也是整個多路閥的進口直徑，D0取的大，閥的結構尺寸就大，不經(jīng)濟，D0取的小，油液流動不通暢，壓力損失大，容易發(fā)熱．應使多路閥通過額定流量時其油液流速不超過允許值，
2.2.2主閥座孔直徑D2
適當增大D2有利于提高閥的靈敏度，但過大會使閥不易穩(wěn)定，一般先根據(jù)經(jīng)驗公式確定主閥閥芯過流部分的直徑D1，
2.2.3主閥芯大直徑D
根據(jù)一般資料和經(jīng)驗可知，適當增加主閥芯大端直徑D，可以提高閥的靈敏度，降低閥的壓力超調(diào)量，可提高閥的開啟壓力，保證閥工作穩(wěn)定，不過，D值過大，將使閥的結構尺寸和閥芯質(zhì)量加大，主閥上腔容積增加，導致動態(tài)過程時間延長，
太小又保證不了靜態(tài)特性要求，一般應保證：
2.2.4主閥芯半錐角α1
2.2.5主閥芯阻尼孔d0及長度l0
主閥芯上阻尼孔d0
越小，其長度l0越長，則節(jié)流與阻尼作用越顯著，閥的啟閉特性好，動態(tài)穩(wěn)定性好，但閥芯動作滯后大，靈敏度降低，增加了動態(tài)壓力超調(diào)量，且易堵塞、工藝性也不好
C1--主閥口的流量系數(shù)（無因次），圖2結構可取C1=0.78
ρ―油液密度，取850－900kg/m3
Px―卸荷壓力，通常取Px=(0.2～0.5)MPa
2.2.7主閥芯導向長度l
增大主閥芯導向長度l,有利主閥芯工作穩(wěn)定,減少嘯叫和壓力振擺,但過大，結構尺寸增加.建議l1.2D
2.2.8導閥芯半錐角α2
導閥要求有良好的密封性，而且導閥流量增益太大對穩(wěn)定性不利，故一般導閥半錐角α2取為20°．
2.2.9導閥座孔徑d，d1
導閥座孔直徑d大，導閥芯工作穩(wěn)定性好，則導閥彈簧力加大，結構尺寸增大，一般取d=(2～5)d0；另外，d1對導閥動態(tài)特性影響較大，為使阻尼也起正常作用，設計中保證d＞d1
2.2.10主閥彈簧的予壓量h1
2.2.11主閥彈簧剛度Ky
2.2.12導閥彈簧予壓量x10和剛度Kx
可根據(jù)導閥欲開未開時導閥芯受力關系導出：
3、關于卸荷閥嘯叫與壓力振擺的討論
卸荷閥同一般先導式溢流閥結構原理一樣，在調(diào)試過程中，也存在嘯叫與壓力振擺現(xiàn)象．根據(jù)有關資料［3］介紹，產(chǎn)生壓力振擺主要原因：
1）主閥芯導向長度太短，主閥芯工作中不穩(wěn)；
2）導閥的控制油路不應由主閥上腔引出，該處壓力在主閥工作中就是變化的，隨流量變化而變化，必然引起壓力擺動；
3）導閥芯處于懸空狀態(tài)，工作中要偏移，導閥口徑向間隙不均，必然產(chǎn)生嘯叫和振動．
減少嘯叫和壓力振擺方法，應保證零部件加工裝配質(zhì)量和合理的結構參數(shù)，適當加長主閥芯導向長度，使導閥芯加上導向支承．

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