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數(shù)字比例閥的工作原理及用途
比例控制閥的輸出量（流量、壓力）可以按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律連續(xù)成比例地進(jìn)行調(diào)節(jié)。通常是采用比例電磁鐵將輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成力或者閥的機(jī)械位移量進(jìn)行控制。
主要用于成比例的控制液壓系統(tǒng)中的壓力或者流量。感載比例閥主要由柱塞、閥門、閥座、閥體、杠桿和感載彈簧等組成(圖 1)。其中，閥門與柱塞固定在一起。閥門將感載比例閥內(nèi)腔分隔為上、下兩個(gè)腔。下腔與進(jìn)油口相通-，并通過(guò)油管和制動(dòng)主缸出油口相接；上腔與出油口相通，并通過(guò)油管和后輪促動(dòng)管路相接。閥體通過(guò)螺釘裝在車身支架上，推桿下端鉤部與轎車后軸減振器下固定端連接，感載彈簧裝在杠桿與調(diào)整螺母之間，使感載比例閥與推桿之間的連接為彈性連接。 當(dāng)轎車不制動(dòng)時(shí)，柱塞在感載彈簧通過(guò)杠桿施加的推力(F)的作用下使閥門離開閥座而開啟。當(dāng)轎車制動(dòng)時(shí)，來(lái)自制動(dòng)主缸的制動(dòng)液由進(jìn)油口輸入，通過(guò)閥門后從出油口輸出到后輪促動(dòng)管路。此時(shí)輸入制動(dòng)液壓力(pl)和輸出制動(dòng)液壓力(p2)相等，并且，由于閥門上端面的承壓面積大于閥門下端面的承壓面積，所以在閥門上、下端面上的作用力不等，致使閥門有向下移動(dòng)的趨勢(shì)。當(dāng)輸入制動(dòng)液壓力較小而在閥門上、下兩端面上的作用力之差小于F時(shí)，閥門不動(dòng)；當(dāng)輸入制動(dòng)液壓力增大到一定程度而在閥門上、下兩端面上的作用力之差大于F時(shí)，閥門就下移。當(dāng)閥門與閥座接觸時(shí)，感載比例閥的上、下兩腔被隔斷，感載比例閥即處于平衡狀態(tài)，此時(shí)的制動(dòng)液壓力稱為調(diào)節(jié)作用起始點(diǎn)控制壓力(ps)。此后，如果輸入制動(dòng)液壓力繼續(xù)增大，則感載比例閥起作用，P2的增量將小于P1的增量。當(dāng)轎車承載質(zhì)量增加時(shí)，后軸荷也增加，因而車身向后軸移近，感載彈簧被進(jìn)一步壓縮(相當(dāng)于感載彈簧的預(yù)壓力增大)，致使F增大，ps就相應(yīng)地提高。由此可見，ps在汽車制動(dòng)時(shí)會(huì)隨汽車后軸荷的增減而成比例地增減，感載比例閥能對(duì)車輪制動(dòng)力實(shí)行調(diào)節(jié)。 感載比例閥的壓力調(diào)節(jié)性能可通過(guò)其調(diào)節(jié)特性曲線(圖 2)，即轎車在不同的載荷了前、后輪促動(dòng)管路壓力分配特性曲線，來(lái)表示。當(dāng)轎車就載時(shí)，感載彈簧的預(yù)壓力大，所以F大，致使ps高，感載比例閥調(diào)節(jié)特性曲線為A1B1；當(dāng)轎車空載時(shí)，感載彈簧的預(yù)壓力小，所以F小，致使ps低，感載比例閥調(diào)節(jié)特性曲線變?yōu)锳2B2。在滿載與空載之間有無(wú)數(shù)條斜率相等的調(diào)節(jié)特性曲線，使轎車在任一載荷下都有一條與其對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)特性曲線。從圖 2及上述分析可知，感載比例閥能滿足轎車對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)基本要求：在軸荷變化時(shí)能自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后輪促動(dòng)管路壓力的分配比例，使前、后輪促動(dòng)管路壓力分配特性曲線與理想特性曲線盡量接近，以提高轎車的制動(dòng)效能；保證在各種軸荷下前、后輪促動(dòng)管路壓力分配特性曲線都在相應(yīng)的理想特性曲線的下方，使轎車在各種軸荷下的制動(dòng)均為前輪先抱死，從而避免轎車因后輪先抱死而發(fā)生側(cè)滑和甩尾現(xiàn)象，以提高轎車在制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。 比例閥一般采用兩端承壓面積不等的差徑活塞結(jié)構(gòu)。工作原理如圖12-9所示，比例閥不工作時(shí)，差徑活塞2在彈簧3的作用下處于上極限位置。此時(shí)閥門1保持開啟，因而在輸入控制壓力P1與輸出壓力P2從零同步增長(zhǎng)的初始階段，總是P1=P2。但是壓力P1的作用面積為A1=π(D2-d2)/4，壓力閥的作用面積為A2=πd2/4，因而A2>A1，故活塞上方液壓作用力大于活塞下方液壓作用力。在P1、P2同步增長(zhǎng)過(guò)程中當(dāng)活塞上、下兩端液壓作用之差超過(guò)彈簧3的預(yù)緊力時(shí)，活塞便開始下移。當(dāng)P1和P2增長(zhǎng)到一定值Ps時(shí)活塞2內(nèi)腔中的閥座與閥門1接觸，進(jìn)油腔與出油腔即為隔絕。此即比例閥的平衡狀態(tài)。若進(jìn)一步提高P1則活塞將回升，閥門再度開啟。油液繼續(xù)流入出油腔使P2也升高但由于A2＞A1，P2尚未及增長(zhǎng)到新的P1值，活塞又下降到平衡位置。在任一平衡狀態(tài)下，差徑活塞的力的平衡方程為：P2A=P1A1+F(此處F為平衡狀態(tài)下的彈簧力)。從而保證P2的增量小于P1的增量，若彈簧3的彈力F不變，則Ps點(diǎn)不變，即比例閥節(jié)制后輪管路壓力的工作點(diǎn)與汽車的載荷無(wú)關(guān)，這就是非感載比例閥。若要使其工作點(diǎn)與汽車載荷的大小相適應(yīng)，就必須能改變彈簧力的大小這就是感載比例閥。感載比例閥及其感載控制機(jī)構(gòu)的原理如圖12-10所示，閥體3安裝在車架上其中的活塞4右部的空腔內(nèi)有閥門2。不制動(dòng)時(shí)，活塞在感載拉力彈簧6通過(guò)杠桿5施加的推力F的作用下處于右極限位置。閥門2因其桿部頂觸螺塞1而開啟。制動(dòng)時(shí)，來(lái)自主缸而壓力為P1的制動(dòng)液由進(jìn)油口A進(jìn)入并通過(guò)閥門從出油口B輸出至后促動(dòng)管路。此時(shí)輸出壓力P1=P2。因活塞右端承壓面積大于左端承壓面積，故P1和P2對(duì)活塞的作用力不等。于是活塞不斷左移，zui后使其上的閥門接觸而達(dá)到平衡狀態(tài)。此后，P2的增量將小于P1的增量。其特點(diǎn)是作用于活塞的軸向力F是可變的。拉力彈簧6右端經(jīng)吊耳與搖臂7相連而搖臂則夾緊在汽車后懸架的橫向穩(wěn)定桿8的中部。當(dāng)汽車裝載量增加時(shí)，后懸架載荷也增加，因而后輪向車身移近后懸架的橫向穩(wěn)定抨便帶動(dòng)搖臂7轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，將彈簧6進(jìn)一步拉伸，作用于活塞上的推力F便增大。反之，汽車裝載量減小。這樣，調(diào)節(jié)作用起始點(diǎn)控制壓力值Ps就隨汽車實(shí)際裝載量而變化。