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Danfoss PVG多路阀FC阀芯和PC阀芯的特点

1、概述

通常来说,大部分应用都可使用流量控制阀芯(FC阀芯),即在市场上经常见到的阀前/阀后补偿的阀芯;但在特定应用中,系统的惯性可能会导致震荡,对设备的安全运行造成影响,压力阀芯(PC阀芯)的合理使用,可有效抑制这种震荡的出现。

2、流量控制阀芯
 

流量控制阀芯在震荡系统中。如文章开始时提到,系统的不稳定常见于高惯性系统中。类似的情况如下示例:

在任何时刻,补偿器始终致力于保持主阀芯上的压差一致,并且跟随执行机构反馈到阀芯的压力震荡。当负载压力不断变化,补偿器将会以相同频率进行跟随,使得阀输出不变的流量。因此流量控制阀芯能提供恒定的流量,但不能实现减震的功效。

 

3、压力控制阀芯(PC阀芯)
丹佛斯在上世纪90年代推出了PVG32压力控制阀芯(PC阀芯),以克服压力不稳的问题及更好地控制平衡阀的开启。
压力控制阀芯也是用可变节流孔调节P-A/B和A/B-T的流量,但还多了一个Ls-T控制回路,通过驱动阀芯,Ls压力将通过一个固定和可变节流孔反馈。见下方示意图:

压力控制阀芯(PC阀芯)基本原理:

Pc经过一个固定节流孔和可变节流孔1(开口与阀芯行程相关)连通到油箱,当阀芯刚打开时可变节流孔1全开,阀芯满行程时,可变节流孔1全关。这就意味着Ls压力信号受可变节流孔1来调节。

如上图所示,压力补偿器和固定节流孔组成流量很小的“调速阀”,输出固定的流量。流量固定,LS压力和可变节流孔具有一一对应的关系。根据压力补偿器受力平衡公式Pc=LS+弹簧压力,因此Pc压力和可变节流孔有一一对应的关系。可变节流孔1和阀芯的位移有一一对应的关系。因此Pc压力和阀芯的位移有一一对应的关系。
下图为PC压力阀芯的特性:

Adrain:Pc到T的可变节流面积(控制Ls信号)
A(Pc-Pl):阀芯开口面积与阀芯位置的关系
Pl:负载压力
Pc:受控的Ls压力+弹簧压力
Ql:阀输出流量
从上图看到,固定的阀芯位移将得到固定的Pc压力,随着阀芯位移增加,Pc也随之增大。当Pc大于Pl,开始有流量输出。也就是说,阀芯的死区根据负载变化是变化的。

固定的阀芯位置将得到固定的Pc压力。上图中负载压力Pl在震荡,因此作用在主阀芯上的压差(Pc-Pl)在变化,从而导致输出流量变化,输出流量Ql如上图虚线所示,负载压力PI变大,主阀芯输出流量变小,流量刚度比较软,削弱冲击。

不带补偿的电比例阀和恒压变量泵能实现类似的控制效果。PC阀芯死区既受到我们通常所说的阀芯正遮盖的影响,还受到负载大小的影响。区别如下图所示。

 

 

4、压力控制阀芯与平衡阀

 
当使用平衡阀控制负载时,压力阀芯会更加体现出优势。
平衡阀在A口压力的作用下,平衡阀将会受控开启。如果配合使用压力控制阀芯,Pc压力与阀芯位移成比例,最终平衡阀的开启将与阀芯位置成比例。

如果使用流量阀芯,阀芯行程固定则油口流量是固定的,当压力升高到一定值可以打开B口的平衡阀;当负载加速下降,A口压力将会降低,当压力低至先导控制需要的压力值以下,将不能打开平衡阀。因平衡阀在开启和关闭之间切换,导致系统变得不稳定,出现震荡下降的情况。

 

5、总结:
大多数的应用都可以使用流量阀芯来控制,其提供了与负载无关的流量控制。在某些具体的应用中,如确定系统会出现或已经出现稳定性问题,可以使用PVG压力阀芯替代传统的流量阀芯,其可最大程度减少大多数的震荡现象。

在使用平衡阀控制负载的情况下,压力阀芯可以提供巨大的价值;而压力阀芯与流量阀芯的组合可为特定的应用提供优秀的控制性能。

 

6、声明

本文参考了丹佛斯龚邦福写的“PVG多路阀-流量控制与压力控制阀芯”

 

 

 

 
2021-09-18
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