[發明專利]一種抑制噴嘴擋板式電液伺服閥前置級氣穴現象的方法

有效

• 申請號: 201810903744.2
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109083879B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 楊賀;王文;盧科青;時光
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02;F15B21/08;F15D1/08
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開了一種抑制噴嘴擋板式電液伺服閥前置級氣穴現象的方法。現有方法在壓力較大時氣穴抑制作用會減弱。本發明將輸入的電信號通過力矩馬達、噴嘴和擋板轉換成液流壓力信號，通過調節擋板在兩噴嘴間的相對位置來形成兩個噴嘴之間以及閥芯兩端的壓力差，進而推動閥芯進行運動；將噴嘴出口形狀設置為正方形，形成正方形射流，其沖擊擋板平面后會沿正方形各條邊長的法線方向分為四股射流向外流動。正方形沖擊射流的這種特點可以降低徑向射流離開擋板邊緣時的流速，從而抑制擋板和擋板安放腔內壁面之間區域的氣穴；當液流入口壓力升高時，徑向射流離開擋板邊緣時的速度增加較小，從而使得氣穴現象仍然得到有效抑制。

技術領域

本發明涉及一種電液伺服閥性能改善方法，具體涉及一種抑制噴嘴擋板式電液伺服閥前置級氣穴現象的方法。

背景技術

電液伺服系統具有動態性能好、使用壽命長、負載剛度大、運動平穩等諸多優點，在航空航天、高檔機床與機器人、高技術船舶、先進軌道交通、汽車、農業機械等領域中具有廣泛的應用背景。其中，伺服閥是電液伺服系統中的關鍵控制元件，它能夠將微弱電信號轉換為大功率的液壓信號輸出，其性能的好壞是影響整個電液伺服系統工作性能的關鍵因素。伺服閥的形式多種多樣，其中噴嘴擋板伺服閥具有控制精度高、響應速度快、靈敏度高等優點，在電液伺服系統中得到了廣泛的應用。

在噴嘴擋板伺服閥中，前置級流場具有流動剪切性大、流道結構較復雜、進出口壓差大、油液流動速度快等特點，容易產生局部低壓進而誘發氣穴現象。大量氣泡的產生與潰滅會使得前置級流場出現明顯的壓力波動與噪聲。一方面壓力波動會使擋板發生振動，影響銜鐵擋板裝置的工作穩定性。另一方面，伺服閥會由此產生高頻噪聲，造成噪聲干擾與污染。此外，元件表面還會發生氣蝕損害。因此，氣穴現象的產生會嚴重降低伺服閥的工作性能，而抑制伺服閥前置級氣穴現象是改善伺服閥性能并延長其使用壽命的關鍵。

現有的氣穴抑制方法主要有設置出口節流或使用矩形擋板等。前者能夠增加出口背壓，降低進出口壓差，從而削弱氣穴現象，但這種方法也會增加擋板周圍流場的壓力，對擋板的運動產生影響。后者取消了擋板的弧形表面并延長擋板與噴嘴射流的接觸尺寸，對氣穴特別是擋板處的附著氣穴有較為明顯的抑制作用，但這種方法改變了擋板的自然頻率等特性，對銜鐵擋板組件的性能有所影響。此外，這些方法在供油壓力升高時，對氣穴現象的抑制作用會有所減弱。因此，為提高噴嘴擋板伺服閥的工作性能并延長其使用壽命，需要設計新的氣穴抑制方法。另外，現在還出現了一種在噴嘴上加工微小射流孔的方法，但該方法微小射流孔容易堵塞，從而導致失效，且微小射流孔加工比較困難。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提出一種抑制噴嘴擋板式電液伺服閥前置級氣穴現象的方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

本發明一種抑制噴嘴擋板式電液伺服閥前置級氣穴現象的方法，具體如下：