压力补偿,到底补偿的啥?
很久之前,就想写一篇关于流量和压力的文章,也就是伯努利方程的推导过程,这是一切液压的精髓。所有的液压系统,液压元件,都是依据伯努利方程来设计的。包括系统的沿程压力损失,各类节流小孔的流量方程,流量公式等等,都是根据伯努利方程推导出来的。根据伯努利方程,对于一段有势流的流速,其压力能和动能可以互相转化。伯努利方程,就是一个能量守恒方程(不考虑发热和重力势能),揭示了流量和压力之间的相互转换过程。就如同高中物理的动能和重力势能相互转换过程一样。
今天有朋友问起,压力补偿,到底补偿的啥?什么是恒定量,什么是被控量,什么是变量?由于时间有限,本节简单的说说流量和压力之间的关系。伯努利方程的探讨,以后会重点讨论。
先说说压力补偿,到底补偿的啥?压力补偿,其实补偿的是压差。对,你没看错,补偿的是压差。通常情况下,我们认为压力越高,输出的流量越大,其实这种说法是不够全面的。真正的产生流量的,是压差,而非压力。对于一个阀,如果阀前和阀后的压力一样,也即阀口没有压差,不管压力多高,都是没有流量输出的。流量的输出,必须有压差(压降)转化而来。所以压力补偿,其实补偿的是压差,也即通过压力补偿,使阀前和阀后的压差保持一定值。这样流量的输出只和阀芯的开度有关系。通过保持阀前和阀后压差的恒定,可以使阀口开度一定时,流量稳定输出;或者通过保持阀前和阀后压差的恒定,通过调节阀芯开度,使流量和阀芯开度成线性比例关系。比如LUDV多路阀,要使流量稳定输出,不随负载波动,就必须通过压力补偿,使阀口的前后压差保持不变。
通常情况下,阀的入口压力是恒定的,出口接执行机构,也即负载,当负载运动时,就会导致出口压力波动,此时阀前和阀后的压差变化,导致流量输出不恒定。
负荷传感系统中,分阀前补偿和阀后补偿,无论哪种补偿,都是对压差的补偿,都是为了使负载运动速度与负载压力无关而产生的。阀前补偿是控制进油口P到负载口A之间的压差恒定,阀后补偿是控制负载口B口到回油t口之间的压差恒定。当压差恒定时,输出的流量就恒定。
所以说,压力补偿,补偿的是压差,控制的是流量。在整个补偿过程中,阀前和阀后的压差是恒定量。
通常情况下,我们认为流量伺服阀或比例阀的输出和位移线性相关的,这是在空载情况下定义的,当带上负载后,伺服阀的流量输出和位移就不是线性关系了,因为负载变化时,阀口的压差也是在变化的,此时输出的流量也就不断的变化。当负载增大时,阀口的压降减小,流量输出就必然减小,反之亦然。所以说伺服阀是个功率分配元件,也就是分配流量和压力(负载)。选择伺服阀时,不能仅仅根据7MPa压降来选择伺服阀规格,还应考虑最大负载时,阀上的压降能否满足流量输出要求。