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非對(duì)稱閥和非對(duì)稱油缸的問題
無論是比例閥還是伺服閥，或者是其它類型的閥，其流量和壓力都滿足伯努利方程。流量都可以通過以下公式計(jì)算：
式中的△P為單個(gè)節(jié)流邊的壓降，也就是一個(gè)閥口的壓降。對(duì)于常規(guī)比例或者伺服閥，P→A和B→T是對(duì)稱的。所以P→A邊的壓降和B→T的壓降是一樣的，流經(jīng)整閥的壓降為P→A節(jié)流邊壓降，再加上B→T節(jié)流邊壓降。負(fù)載為PL，則整閥的壓降為系統(tǒng)壓力減去負(fù)載壓力：Ps-PL，由于兩側(cè)節(jié)流邊對(duì)稱，則每個(gè)節(jié)流邊壓降為(Ps-PL)/2。這個(gè)推導(dǎo)過程一定要徹底搞明白。對(duì)于對(duì)稱的比例閥或者伺服閥，這個(gè)公式是正確的。在實(shí)際應(yīng)用中，絕大多數(shù)比例閥或者伺服閥都是零遮蓋對(duì)稱的，尤其是伺服閥，所以很多人誤以為該公式適用于任何形式的比例/伺服閥。前面講過，流量公式是通過伯努利方程推導(dǎo)出來的，式中的△P是指單個(gè)閥口的壓降。如果P→A和B→T的壓降不對(duì)稱，則通過該式計(jì)算的流量就是錯(cuò)誤的。這時(shí)候就要把式中的PL換成單個(gè)節(jié)流邊之后的壓力，比如P1或者P2。
市面上非對(duì)稱比例閥/伺服閥，閥口面積為2：1的居多，這主要是配合控制單出桿非對(duì)稱油缸的(無桿腔和有桿腔面積比為2:1)。
對(duì)于A：B面積為 2:1的閥，通過相同流量時(shí)，A口和B口的壓降為1：4。所以，假設(shè)整閥的壓降為7MPa，那么A口的壓降和B口的壓降不再是3.5MPa，而應(yīng)該是7/5Mpa和28/5Mpa。
用2：1的非對(duì)稱閥去控制2：1的非對(duì)稱油缸，自然是沒有問題的。那么能不能用對(duì)稱的閥(A：B=1：1)去控制非對(duì)稱油缸(A：B=2：1)呢?實(shí)際上也是可以的。就好比穿一套定制西服，和一套標(biāo)準(zhǔn)西服，穿也是能穿，就是沒有那么合身。也是有一些條件限制的。
總體來說，零開口對(duì)稱閥控制非對(duì)稱油缸，使用范圍和條件要比非對(duì)稱閥控制非對(duì)稱油缸要苛刻。要想搞清楚這個(gè)問題，建立數(shù)學(xué)模型是必不可少的(今天就不推導(dǎo)了)。過程不復(fù)雜，根據(jù)流量方程，力平衡方程和油液的連續(xù)性就能推導(dǎo)出來。
對(duì)于零開口對(duì)稱比例閥/伺服閥控制非對(duì)稱油缸，負(fù)載的壓力范圍要比非對(duì)稱閥控制的非對(duì)稱油缸小得多。這主要是為了避免油道內(nèi)產(chǎn)生氣穴。
除此之外對(duì)稱閥控制非對(duì)稱油缸時(shí)，由于閥的A口和B口輸出流量不一樣，導(dǎo)致?lián)Q向時(shí)油缸兩個(gè)容腔內(nèi)的油液壓力波動(dòng)較大。
如果閥1：1，油缸2;1,無桿腔和油缸腔的壓力波動(dòng)值接近1：2。無桿腔的壓力波動(dòng)值約為-0.33Ps，有桿腔的壓力波動(dòng)約為-0.67Ps.如果采用非對(duì)稱閥控制，則可以很好的避免這個(gè)問題。此時(shí)，負(fù)載的應(yīng)用范圍也較窄，負(fù)載的范圍最好控制在-1/8Ps到5/8Ps內(nèi)。
綜上所述，控制非對(duì)稱油缸，最好還是用非對(duì)稱閥。如果用對(duì)稱閥控制，負(fù)載壓力使用范圍受限，同時(shí)也會(huì)引起換向時(shí)壓力波動(dòng)。當(dāng)然，也可以通過電路或者軟件上去匹配，比如做非對(duì)稱油缸的力控制時(shí)，有桿腔和無桿腔的傳感器反饋增益可設(shè)置為1：2等等。不再討論。
來源：愛液壓
