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判断气阀是否正常工作的三条曲线

 

自动阀是借助于气缸和阀腔之间微小的气体压力差而开启,同时在进气或排气过程中由于受到气流流经气阀所产生的推力的作用而停留在开启的位置上;反之,当气流停止时,它们受到与气流推力相反的弹簧力作用而立即关闭。进、排气阀的工作过程是雷同的,现以进气阀为例进行说明。如图二所示,当膨胀过程终了,若气缸与阀腔之间的气体压力造成压力差△p,由此作用在阀片上的力足以克服弹簧力及阀片和一部分弹簧的质量力时,阀片便开始开启,阀片一旦离开阀座,便有气体通过此缝隙进入气缸,并且在流入气体的推力作用下,阀片继续上升直到撞至升程限制器(图二中a—b)。阀片撞击升程限制器后,若两者不能把阀片的动能全部吸收,则能产生反弹力,此时,若反弹力与弹簧力之和大于气流的推力,则阀片出现反弹现象(图二中b—c),并且回向阀座。在正常情况下,反弹现象是轻微的,阀片又在气流推力作用下,再次贴到升程限制器上(图二中c—d)。经过一次反弹之后,有可能出现第二次反弹,但这时反弹力更小。若气流推力大于弹簧力,则阀片就停留在升程限制器上(图二中d—e),直到活塞接近止点位置时,活塞速度降低,进气速度和气流推力也相应减小,当气流推力不足以克服弹簧力时,阀片便开始脱离升程限制器,向阀座方向运动(图二中e—f)。我们希望活塞到达止点位置时,阀片也恰好落到阀座上,此时,进气阀完成一次工作。面积a—b—c—d—e—f—a称为时间截面,曲线abcdef称为阀片的运动规律曲线。

 

阀片开启过程(a—b)所需的时间,取决于阀片的升程、弹簧力、运动元件质量以及气流推力等。当升程高、弹簧力大、气流推力小时,开启过程时间便相对较长。过长的开启时间,会使时间截面减小。

 

在d—e阶段,主要取决于弹簧力和气流推力。如果弹簧力过强,在活塞速度达最大值时气流的推力也不足以克服弹簧力,则阀片出现在阀座和升程限制器之间来回跳动的颤振现象(如图三)。这时气阀的时间截面大大地减小了,且阀片来回撞击使气阀的寿命缩短。

 

如果弹簧力过弱,则阀片停留在升程限制器上的时间延长,阀片将在活塞更接近止点的位置、气流达到更低一些的速度时才开始关闭,以致活塞到达止点位置时阀片来不及落到阀座上,出现滞后关闭的现象(如图三)。延迟关闭时,一方面因活塞已进入压缩行程,使吸入的气体回窜出去而使排气量减少;另一方面则因阀片是在弹簧力和窜出气流的推力共同作用下撞向阀座,故能造成严重的敲击。敲击会使阀片应力增加,阀片和阀座的磨损加剧,并导致气阀提前损坏;而且敲击还能发出更大的噪声。

 
 
 
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