基于Amesim软件HCD库的先导溢流阀建模
随着工程机械液压系统逐渐向中高压方向发展，先导型溢流阀也逐渐广泛地应用在液压系统的控制油路中，在系统中起到重要作用。一方面，当溢流阀旁接在泵的出口时，其作用主要是用来保证系统的压力稳定，称为定压阀；另一方面，当其用来限制系统的最高压力时，对系统起到安全保护作用，称为安全阀；此外，溢流阀还可以在执行机构不工作时，起到使得泵卸荷的作用。因此，溢流阀模型的搭建对于系统的性能模拟至关重要。在用HCD库搭建先导型溢流阀模型之前，我们首先要对先导型溢流阀的结构和原理有一定的了解。如图1所示，先导型溢流阀主要由先导阀和主阀两部分组成，其中，A口为压力入口，B口接油箱。
其具体工作原理为：当A口接入压力油时，相应油压作用于主阀阀芯下腔，并且依次通过通道12、阻尼器2、通道4、阻尼器3、通道5作用于先导锥阀和主阀弹簧腔；当A口油压小于先导阀设定压力时，先导阀不会开启，油液不流动，根据帕斯卡原理可知，主阀下腔和弹簧腔压力相同，主阀芯在弹簧力作用下保持关闭；当A口压力大于先导阀设定压力时，先导阀开启，A口的小部分流液（先导油）可由此流回油箱，此时，由于流动过程中经过阻尼孔产生压降，使得主阀弹簧腔压力小于下腔压力，主阀芯开启，大量油液经主阀流回油箱，从而起到定压或安全作用。此外，在先导阀右侧有一六角螺母，用于调节先导阀弹簧压力，从而达到调节溢流压力的目的。
还有一点需要说明的是，先导溢流阀的先导阀弹簧一般选用作用力较大的硬簧，使溢流压力稳定可调；而主阀弹簧一般选用作用力较小的软簧，一旦主阀芯两侧有压差，主阀芯啪一下就打开了，很快啊！因此，与直动式溢流阀相比，先导型溢流阀具有溢流压力稳定、反应灵敏的优点。图2所示为先导式溢流阀工作动画，可帮助大家进一步理解其工作原理。
在了解了先导溢流阀的工作原理后，我们接下来利用Amesim中的HCD库搭建其仿真模型。在此之前我们需要先来讲一个小的知识点。图3所示为HCD库的活塞元件，是建模过程中经常用到的一类元件。关于此元件我只说一点：模型中箭头表示油压力作用方向，粗线表示油压的受力面；没有标箭头和粗线的位置，表示此处不受作用力或者作用力在计算时不予考虑。大家在建模时一定要记住这一点！然后结合前文所讲的溢流阀工作原理，应该就比较容易搭建出模型草图，我初学时大概就是这样的学习路线。
利用HCD库元件，再结合部分液压库和机械库元件搭建的溢流阀模型如图4所示，部分参数设置如表1所示。
为验证该模型是否能实现溢流阀功能，我们给一个流量为常值的动力源模拟定量泵，仿真结果曲线如图5所示。可以看出，当系统压力达到20 Mpa时，系统压力不上升，稳定在20 Mpa左右，仿真的模型实现了先导式溢流阀功能。
改变先导阀弹簧压缩量再次进行仿真计算，结果如图6所示，可以看出，系统压力随着先导阀弹簧的压缩而增高。
最后希望同学们通过本次学习对液压先导式溢流阀有所了解，学业进步，生活开心。---------------------------------------------------------------------------------------------
版权声明：
原创文章，来源AMESIM学习与应用，本文已经授权，欢迎分享，如需转载请联系作者。
