This thesis is concerned with the study on the design and performance of a hydraulic propertional compound valve, which is partly sponsored by Hyundae Machine Industry. The attention of this study is focused on the static and dynamic performance on the direction, flow, and pressurs-relief control of the hydraulic valve.
The linearized differential equations describing the static and dynamic characteristics of the valve are solved, and the performance characteristics are discussed.
Both the design and performance test-procedure of a hydraulic proportional compound valve which meets given specifications are presented in detail.
The load flow is found to be independent of pump and load pressure, and proportional to the pressure difference across the valve orifice. It is also found that the shock pressure could be minimized at both the start and stop of the actuator by providing an appropriate orifice and port shape in the valve, and that stability and response can be controlled by controlling the needle valve in the feedback path of the valve.
이 밸브의 구조는 유압시스템에 필요한 밸브의 대부분을 포함하고 있으며 더구나 전기-유압 비례유량특성이 부가되어 있다. 또한 스풀 한개가 몇가지의 기능을 발휘할 수 있으므로 밸브가 차지하는 공간을 대폭 감소시킬수 있다는 구조상의 잇점을 가지고 있다. 또한 여러부분이 복합된 복합밸브이니 만큼 기능이 다양하다. 특히 이 밸브의 주요 기능은 입력전류에 비례하는 출력유량을 얻는 비례특성이다 비례특성이라면 보통 서 - 보밸브를 사용해서 쉽게 얻을 수 있으나 이 밸브는 귀환기구 (feedback mechanism)이 없이 서-보밸브의 특성을 얻을 수 있다는 점이 장점이며 개회로 시스템이므로 비례특성을 얻는데는 설계상의 문제점이 있다. 여기서는 테이퍼 스풀을 사용해서 이 문제를 해결했다.
본 연구에서는 방향조절밸브 부분과 압력보상기구에 관한 몇가지 이론전개에 필요한 가정을 제시하고 정상상태와 과도상태 각각에 대한 힘의 평형식과 연속방정식을 세워서 특성방정식을 유도했다. 또한 이 특성식과 몇개의 경험식으로부터 밸브를 설계했다. 실험을 통해서 압력보상기능, 비례특성, 압력노-점프 특성 그리고 과도상태의 특성등을 이론과 비교검토해 보았으며 다음과같은 실험결과를 얻었다.
유량계수가 개도에 무관하게 일정했으며 축추력과 오리피스 통과유량도 개도에 비례했다.
압력보상기구가 오리피스 전후의 압력을 일정하게 유지해 주었기 때문에 부하나 펌프압력변화에 무관하게 일정한 출력유량을 얻었다.
흐름이 시작될 때 (actuator 시동때) 개도에 따른 유량의 변화량이 상당히 적어서 smooth한 actuator의 시동이 가능하다.
과도상태의 감쇠조절 기능이 원활하지 못하다. 이것은 귀환통로의 유동저항이 너무 크기 때문이며 응답시간을 빨리해서 작업능률을 향상 시키려면 귀환통로의 지름을 약간크게 해주어야 한다.
위의 실험결과는 이론과 잘 부합하고 있다.
