產(chǎn)品詳情
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高速開關(guān)閥常用的閥芯結(jié)構(gòu)為球閥式和錐閥式。浙江大學(xué)周盛研究了不同閥芯閥體結(jié)構(gòu)液動力的影響及補(bǔ)償方法。通過對閥口射流流場進(jìn)行試驗(yàn)研究,對流場內(nèi)氣穴現(xiàn)象及壓力分布進(jìn)行觀測和測量。美國BKM公司與貴州紅林機(jī)械有限公司合作研發(fā)生產(chǎn)了一種螺紋插裝式的高速開關(guān)閥(HSV),使用球閥結(jié)構(gòu),通過液壓力實(shí)現(xiàn)銜鐵的復(fù)位,避免彈簧復(fù)位時由于疲勞帶來復(fù)位失效的影響。推桿與分離銷可以調(diào)節(jié)球閥開度,且具有自動對中功能。該閥采用脈寬調(diào)制信號(占空比為20%~80%)控制,壓力最高可達(dá)20MPa,流量為2~9L/min,啟閉時間≤3.5ms。該高速開關(guān)閥代表了國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化高速開關(guān)閥的先進(jìn)水平,如圖4所示。
美國Caterpillar公司研發(fā)了一款錐閥式高速開關(guān)閥,如圖5所示。該閥的閥芯設(shè)計為中空結(jié)構(gòu),降低了運(yùn)動質(zhì)量,提高了響應(yīng)速度與加速度。其將復(fù)位彈簧從銜鐵位置移動至閥芯中間部位,使得閥芯在尾部受到電磁力,中間部位受到彈簧回復(fù)力,在運(yùn)動過程中更加穩(wěn)定。但是此設(shè)計使得閥芯前后座有較高的同軸度要求,初始?xì)庀杜c閥芯行程調(diào)節(jié)較難,加工難度高,制造成本大。該閥開啟、關(guān)閉時間為1ms左右,目前已經(jīng)在電控燃油噴射系統(tǒng)中得到運(yùn)用。美國Sturman Industries公司開發(fā)了基于數(shù)字閥的電噴系統(tǒng),其系統(tǒng)所用高速開關(guān)閥最小響應(yīng)時間可達(dá)0.15ms。
圖4 貴州紅林HSV高速開關(guān)閥Fig.4 HSV high-speed on/off valve
圖5 Caterpillar公司的錐閥式高速開關(guān)閥Fig.5 Poppet high-speed on/off valve of Caterpillar
除了采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高速開關(guān)閥,新型的數(shù)字閥結(jié)構(gòu)也是研究的重點(diǎn)。明尼蘇達(dá)大學(xué)(University of Minnesota)設(shè)計了一種通過PWM信號控制的高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥,如圖6所示。該閥的閥芯表面呈螺旋形,PWM信號與閥芯的轉(zhuǎn)速成比例。傳統(tǒng)直線運(yùn)動閥芯運(yùn)動需要克服閥芯慣性而造成的電機(jī)械轉(zhuǎn)換器功率較大,而該閥的驅(qū)動功率與閥芯行程無關(guān)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,在試驗(yàn)壓力小于10 MPa的情況下,該閥流量可以達(dá)到40L/min,頻響100Hz,驅(qū)動功率30 W。
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