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數字閥的發展和應用可以使從事液壓領域工作的技術人員和研究人員從復雜的機械結構和液壓流道中解放出來,專注于液壓功能和控制性能的實現。與傳感器及控制器相結合,可以通過程序與數字閥的組合簡化現有復雜的液壓系統回路。模塊化的數字閥需要其參數、規格與接口統一,讓液壓系統的設計與電路設計一樣標準化。
數字閥的重要應用就是利用其高頻特性達到快速啟閉的開關效果或者生成相對連續的壓力和流量。目前,采用新形式、新材料的電-機械執行器,降低閥芯質量和合理的信號控制方式,使得數字閥的頻響提高,應用范圍越來越廣。然而,對于高壓力、大流量系統,普遍存在電-機械轉換器推力不足、閥芯啟閉時間存在滯環等問題。因此,在確保數字閥穩定性的情況下如何提高響應,尤其是在高壓大流量的液壓系統中的使用一直是數字閥的研究重點。
隨著人類社會責任感的提高,工業界能量利用效率、對環境的影響都是亟需關注的問題。不能做到節能減排的工業必將會被替代和淘汰。相對而言,液壓傳動的效率并不高,但這也恰恰說明其具有較大的提升空間。與新型的控制方式與電子技術相結合,數字閥工作的過程可以監控其工作端的壓力流量參數、減少背壓、根據工況反饋調節泵參數甚至發動機的參數,以達到節能效果。
本文從液壓傳動領域面臨的機遇與挑戰出發,說明研發數字液壓元件的重要性。從國內外主流的觀點中總結對數字液壓元件的定義。分四個方面(電-機械執行器、高速開關閥閥體結構優化及創新、高速開關閥并聯閥島、高速開關閥新應用)介紹了數字閥研究和發展方向。同時,對于數字閥元件采用的新型閥控系統,特別闡述了負載口獨立控制技術的原理、優點。最后,目前高速開關閥目前很少應用在高壓大流量系統中的問題,提出了一種數字信號控制的可編程閥。其綜合了數字信號控制與高壓大流量的特點,是工業領域的應用的重要方向。新技術的出現和與其他領域發展成果相結合,使得數字閥的加工制造成本的下降,控制方式更加智能,其應用必將更加普及,對于提高液壓技術的發展具有至關重要意義。
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