云梯车双比例中继阀的数学模型   佛山云梯车出租,  佛山云梯车租赁, 佛山云梯车公司       气动阀与液压阀的区别在于介质的不同，由于气体的压缩性强，一般在气体流速大于0.3马赫时，必须考虑气体的压缩性。且在气动系统中，由于摩擦力和粘滞力的存在，系统的输入输出特性是非线性的，因此，为了便于分析和研究问题，做以下假设：1）将双比例中继阀的工作介质视为理想气体，满足理想气体状态方程。2）储风缸压力RP恒定=800kPaRP，气体温度为环境温度T。3）腔室内压力和温度分布均匀，绝热性良好，视为绝热等熵流动。4）不考虑密封不良等引起的泄漏，阀芯在平衡位置供、排风流量为0，阀芯在供风位置时，排风流量为0；阀芯在排风位置时，供风流量为0。

     1主阀动力学方程供风时，活塞顶头在活塞杆的作用下向上运动，顶开阀芯，阀芯与供风阀座脱离，储风缸向制动缸供风的通路打开，供风位置的主阀受力分析。排风时，活塞顶头在活塞杆的作用下向下运动，脱离阀芯，制动缸通过阀芯中间的通路排大气，排风位置的主阀受力分析。Fa-活塞a受到的压力；Fb-活塞b受到的压力；Fc-膜板托b受到的压力；Fd-膜板托a受到的压力；Fs1-活塞弹簧作用力；Fs2-阀芯弹簧作用力；Fspool1–阀芯与活塞顶头受到的气动力,  Fa-活塞a受到的压力；Fb-活塞b受到的压力；Fc-膜板托b受到的压力；Fd-膜板托a受到的压力；Fs1-活塞弹簧作用力；Fspool2–活塞顶头受到的气动力.  阀芯运动可以简化为一维质量弹簧阻尼系统。制动缸充风时，主阀处于供风位，活塞顶头与阀芯接触，动力学方程为：制动缸排风时，主阀处于排风位，活塞顶头与阀芯脱离，动力学方程为：1m，2m——分别是活塞顶头和阀芯的质量；1k，2k——分别是活塞弹簧和阀芯弹簧的刚度；1x，2x——分别是活塞顶头和阀芯的位移；c——阻尼系数；pistonF——为活塞与膜板托受到的压力pistonFFa，其中，Fa为活塞a受到的压力，Fb为活塞b受到的压力，Fc为膜板托b受到的压力；Fd为膜板托a受到的压力；spring1F，spring2F——分别是活塞弹簧和阀芯弹簧的预紧力；spool1F——阀芯与活塞顶头受到的气动力，spool2F——活塞顶头受到的气动力，这是由于容积腔内的气体动量变化而引起的气体作用在作用面上的附加作用力；F——阀芯运动中由于密封圈等部件受到的摩擦力。

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     2转换阀阀芯动力学方程图,  转换阀芯受力分析示意图，阀芯底部受到控制口T压力的作用，上部受到阀芯弹簧的作用，同时还受到密封圈等部件导致的摩擦力。可以将之简化为弹簧质量阻尼系统，动力学方程：m——转换阀芯的质量，单位：kg；x——转换阀芯的位移,单位：m；c——阻尼系数；k——转换阀芯弹簧的刚度；gasF——控制口T压力作用在转换阀芯底部的力；springF——转换阀芯弹簧的预紧力；F——阀芯运动中由于密封圈等部件受到的摩擦力。Fgas-转换阀芯底部作用面受到的压力；Fs-转换阀弹簧作用力；Fµ-转换阀芯摩擦力.

      3阀口的流量方程气体流经阀口的过程十分复杂，在工程计算中通常将其视为理想气体经过收缩管嘴的等熵流动，即可以用收缩管嘴的流量特性来表征其流量特性。mq——质量流量；cm——无量纲流量系数，x——阀口开度；A——收缩断面面积，0A——管嘴出口截面积，相应的收缩系数；1p，2p——分别为进口和出口的气体压强；T——气体温度；——比热比，对于空气，=1.4；20R——理想气体常数，对于空气，R=287J/(kgK)；cr——临界压力比，对于空气，1cr20.5281；. 

      首先阐述了双比例中继阀的工作原理，提出双比例中继阀的设计目标，明确双比例中继阀应具备的基本性能。综合双比例中继阀的设计目标和使用工况，设计了采用膜板活塞结构的主阀、采用柱塞式滑阀结构的转换阀的双比例中继阀结构方案，并根据其性能要求设计了其主要结构参数，通过理论计算验证了其输入输出特性能够满足设计要求。最后通过理论分析，建立了双比例中继阀的数学模型，包括主阀芯的动力学方程、转换阀芯的动力学方程以及阀口的流量方程。

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