机械工程学报

作者：钟麒, 黄奕, 陈钊杭, 徐恩光, 王俊贤, 何贤剑, 王军, 李研彪, 杨华勇

单位：1. 浙江工业大学机械工程学院 杭州 310023;2. 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室 杭州 310023;3. 浙江海宏液压科技股份有限公司 临海 317000;4. 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室 杭州 310027

关键词：高速开关阀,动态特性,流量特性,一致性,补偿；

基金：浙江省“领雁”研发攻关计划(2022C01132，2022C01122);中国科协青年人才托举工程(2022QNRC001);国家自然科学基金(52005441);浙江省属高校基本科研业务费(RF-A2023007);机械系统与振动国家重点实验室开放基金课题(MSV202316);浙江工业大学科技成果转化(GYY-ZH-2023075);浙江省新苗人才计划(2024R403B068)资助项目。

高速开关阀是数字液压系统的核心控制元件，具有响应快、抗污染能力强、结构简单等优势。动态特性是高速开关阀的重要性能指标，直接决定了系统的响应速度与控制精度。因此，在多阀同步使用或配合使用的应用场合中，保证各高速开关阀动态特性一致性尤为重要。然而，即使通过提高加工精度、选择高性能材料、优化装配工艺等方法，也无法确保高速开关阀动态特性的完全一致。为解决该问题，绕过了通过提高加工水平来改善一致性的传统途径，创新性地通过控制算法实现高速开关阀动态特性差异补偿。首先建立高速开关阀动态特性数学模型，探究线圈初始电流与电磁力对启闭滞后时间与运动时间的影响规律，然后提出基于多电压复合驱动技术的动态特性差异补偿方法，即通过针对性地设置高速开关阀各运动阶段的驱动电压，对其启闭滞后时间与运动时间进行调整，进而消除各阀动态特性的差异。最后对3个同批次高速开关阀开展了动态特性差异补偿试验，通过测试动态特性与压差-流量特性差异的变化情况验证了补偿方法的有效性。结果表明：经补偿后，3个阀之间启闭滞后时间与运动时间最大差异由1.94 ms缩小至0.01 ms，最大差异率由29.79%缩小至1.67%；压差-流量特性最大差异率由9.73%缩小至3.03%。

来源：2025年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

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