摘 要：介绍先导式压力阀的最佳结构模式，其准确性稳定性极好，该模式可以将常规先导式的溢流阀。顺序阀和减压阀统一为具有通用先导阀的先导压力阀。

关键词：先导压力阀；最佳结构模式；零差值精确控制；通用先导阀；稳定裕量极大值

1 前言

现有的先导式压力阀，多为引进技术的模式。这里介绍一种最佳的结构模式(已获专利)，其准确性、稳定性极好。常规先导式的溢流阀、顺序阀和减压阀经改造后，可以统一为具有通用先导阀的先导压力阀。

2 先导压力阀的结构、功能

图1是先导压力阀的溢流阀结构图，其参数之间关系如下：

K_t2(Y₂₀+Y₂)=p₁A₂-K_y2Y₂p₂-F_r2

Q=K_QY₁p₁

K_t1(Y₁₀+Y₁)=(p₁-p₂)A₁-p₂(A₃-A₁)-K_y1Y_1^p1-F_f1

q=K_qY₂p^_1/2-q_j

q=K_d(p₁-p₂)^1/2d²_e

其中  K_t2，K_t1——导阀、主阀的弹簧刚度

Y₂₀，Y₁₀——导阀、主阀的弹簧预压缩量

Y₂，Y₁——导阀、主阀的开度

p₂，p₁——导阀口、主阀口的压力

K_y2Y₂p₂，K_y1Y₁p₁——导阀、主阀的稳态液动力

F_f2，F_f1——导阀芯、主阀芯的摩擦力

q，Q——导阀、主阀的流量

K_Q，K_q，K_d——结构常数

q_j——导阀芯导向柱塞间隙泄漏量(量值很小)

A₂，A₃，A₁——导阀口，主阀芯和主阀口的截面积

d_e——主阀压差阻尼孔径

该先导压力阀的控制流量通过独立阻尼孔E形成主阀压差，该阻尼孔大小(不影响压力波传递速度)与动特性无关。导阀芯和主阀芯各有专用阻尼孔D和F控制其动作平稳性，其阻尼孔大小(影响阀芯运动速度)不影响调压精度。导阀芯由控制压力直接推动，无分压损失；导阀口开启后压力将低于开启时压力。控制压力打开导阀后的压力增值即调压差值，它直接决定导阀开度，因而其量值仅为几个大气压，远小于常规结构。导阀口开启后压力将低于开启时压力，从而导阀口压降最小；主阀芯由控制流量产生的压差全力推动，也无分压损失。控制流量主要在主阀芯的前后腔间和导阀口处产生压降，前者压差极大(阻尼孔E可取最小值)，则静态特性可达到最佳值。压差阻尼孔大小是决定所需控制流量大小的关键因素。该先导压力阀控制压力直接决定导阀开度，且3个阻尼孔完全分立，可将各自功能发挥到极致。因此，其结构模式是最佳的。

该先导压力阀的开启过程如下：当控制压力升高，达到开启压力时，导阀开启，产生控制流量。控制流量经主阀压差阻尼孔形成压降。控制压力继续升高，导阀开度继续加大，控制流量继续增大，主阀压差阻尼孔压降继续加大，当压差达到主阀开启压力以至全开压力时，主阀芯被提起直至足够开度，通过额定流量。

3 先导压力阀的性能特点

  1)可以进行精确控制

以进口结构模式为基础，保持其安装方式，连接尺寸，压力级系列，通径系列及阻尼孔大小不变，按最佳模式改造后，同比调压差值仅为进口的0.1~0.2，若压差阻尼孔又同比减小到进口的0.7，则调压差值仅为进口的0.05~0.1。当系统清洁度高时，导阀开度允许很小，则最佳模式调压差值极小(工程上为零差值)。因此，可以进行精确控制。

  2)可以实现先导阀的通用化

由于调压差值小，若统一设计一种中低刚度，高强度大压缩量导阀弹簧，还可取消压力级系列，使常规的先导式压力阀统一为具有通用先导阀的最佳模式先导压力阀。

  3)稳定裕量极大，防振降噪效果极好

若按图1对导阀进行全面改造，增加弹簧导向套筒，可防止导阀芯径向振动，就防振降噪而言，导向套筒具有“扶正”之功，而专用阻尼孔D和F则有“抑邪”之效。在满足快速性的前提下，D和F阻尼孔径可取最小值。这样，稳定裕量极大，防振降噪效果极好。

由于存在导向套筒，导阀稳态液动力可忽略不计。这样，可先设定导阀开度Y₂，则按所需已知技术要求，由式(1)~式(5)(不计摩擦力和q_j)依次可得出控制压力p₁，主阀开度Y₁，导阀口压力p₂，控制流量q和主阀压差阻尼孔径d_e。

  4)结构可进一步优化

为了便于检测导阀开启，同时也使主阀零件具有互换性，主阀芯与阀套之间还可进一步采用低摩擦的组合密封。