无负载保持单向阀的负载敏感阀负载保持性能分析与研究

目前，为防止带载启动过程中出现负载下降现象，通常在多路阀每路进油侧增加负载保持单向阀，对开芯阀来说是必要的，但对负载敏感阀而言，如果负载压力响应速度够快，不需要单向阀是否也能起到负载保持的作用，本文通过系统仿真与试验结合证实，带载启动瞬间未出现负载下降现象，保持性能仍然存在。

1 系统组成如图 1所示，该负载敏感系统主要由定量泵 1和负载敏感阀2组成，其中负载敏感阀主要有低压卸荷阀、三通减压阀、Ls先导溢流阀、负载保持阀和主阀芯组成。本文针对去除负载保持阀5后，执行装置 3是否在带载启动瞬间出现负载下降进行分析。

T1 --卫 --2.嘴 I自 l rLS1 腧中：l bLSU1.定量泵 2.负载敏感阀 3.执行装置 4.油箱 5.负载保持阀图 1 系统原理图2 仿真分析本文采用 SimulationX软件进行仿真分析。Simu。

1ationX基于 MATLAB的框图设计环境，用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真，其中液压部分包含大量的基础液压件及液压附件，信号库包含多种控制信号及运算准则，非常适合液压控制系统的动态仿真。

2.1 系统建模及参数设置本文主要针对负载保持性能分析，所以建模忽略低压卸荷阀部分。仿真模型如图2所示，1为执行机构及负载，2为LS压力反馈部分，3为主阀芯及控制部分，4为动力源；其中2和3参数设置为负载反馈与阀口开启同步。本文参数基于某型号推土机怠速运行状态时的数据，工况为推土机工作装置带载情况下继续提升，主要数据见表 1所示。

图2 简化仿真模型收稿 日期 ：2012-10.12作者简介 ：李晓祥 (1984-)，男 ，山东济宁人，工程师，硕士 ，主要从事机械设计方面的工作。

104 液压与气动 2013年第 3期表 1 主要元件参数元件名称 参数设置流量源(QSource1) 流量：84 L/min阀芯 1(PropDirEdge22a1) 阀芯描述(A(Y)Description)：阀芯 2(PropDirEdge22a3) Simple Geometry初始间隙(Lap Condition)：Y02 mm坡 口形状(Sharp of Edge)：Sharp Edge阀套直径(Spool Diameter)：d25 mm阀杆直径(Rod Diameter)：d18 mm油缸(DifCylinder 1) 最大行程(MaximumStroke)：1645 mm活塞直径(Piston Diameter)：107.24 mm初始位移(Transfer ofCoordinates)：-1500 mm负载(Mass 1) 质量(Mass)：4608kg负载设置(Force)： 负载源(Source 1)mass1.m gravity固定节流孔 孔直径(Bore Diameter)：(ConstThrotle 1) 0.8 mm容积块(Volume 3) 初始压力(Initial Press)：5 MPa固定点 1(Preset 1) 位移(Displacement)icurve 1.Y固定点2(Preset 2) 位移(Displacement)：curve 2.Y2.2 仿真及结果分析液压系统参数设定完成后，对换向阀信号参数设置，实际换向阀为液控先导，为更好地查验工作装置动作过程是否出现负载下降过程，缓慢开启换向过程，换向输入信号如图3所示。

图3 输入信号设定仿真时间为 25 S，最大计算步长0.25 S，最小计算步长 1 e.8s，采用 BDF Method求解器的Sparse Ma-trix solver数值计算方法。本文研究 目的为查看工作装置在带载提升时是否下降，故查看 Source1、Masl和DifCylinderl三者中任-位移变化即可，以 DifCy1。

inderl位移变化为仿真结果。由于油缸活塞杆侧坐标为0点，无杆腔侧为负坐标，故位移变化如图4所示，图5为局部 A放大视图。

图4 位移变化曲线图 5 局部 A放大图图4和图5给出了仿真过程中工作装置位移变化曲线，通过曲线可以明显看出工作装置在带载提升时没有出现下降现象，负载敏感阀在无负载保持单向阀的情况下仍有负载保持性能▲行液压仿真时，大多是通过数值定义各液压元件参数，但实际情况中很多动态负载难以真实有效地体现在仿真过程中，试验验证有必要进-步验证理论分析。

3 试验验证以理论为指导在某型号大型推土机进行试验验证。试验前将图 1中负载保持阀 5去除，提升工作装置至-定高度，经过 2～3 min后怠速提升工作装置，未见下降状态出现。反复试验5次及工作状态试验 5次均未出现工作装置下降现象，理论与实际相吻合。

4 结论(1)仿真对液压件性能的研究及设计提供了-定指导依据；(2)负载敏感阀去除负载保持单向阀后仍有负载保持性能，由此可简化负载敏感阀的设计。