高压力增益偏转板射流伺服阀正交仿真试验研究

为提升偏转板射流伺服阀前置级的压力增益,采用正交试验设计与流场仿真相结合的方法,开展优化射流结构参数研究,综合考虑射流盘厚度、射流槽宽度、喷嘴宽度以及接收孔圆角半径4个结构参数对前置级压力特性的影响。结果表明,通过正交仿真试验得到的一组优化参数,相较于初始参数,其前置级的中位压力提高了15.9%,压力增益提高了19.1%,实现了前置级压力增益提升的目标,为偏转板射流伺服阀射流结构参数设计提供了依据。     

基于Fluent的偏转板射流伺服阀的前置级仿真

偏转板射流伺服阀作为伺服阀中比较常见的一种,已经广泛应用于包括军用和民用在内的各类舵机和操作系统上。在分析偏转板射流伺服阀结构及其工作原理的基础上,运用Pro/E三维软件建立了简化的前置级三维立体模型,结合ICEM前处理网格划分软件与Fluent流体仿真软件,共同构建了偏转板射流伺服阀的前置级流场分析模型。通过流场压力云图和速度云图,对偏转板射流伺服阀的前置级射流理论进行了分析;分析了不同喷嘴宽度、偏转板导流槽角度以及劈尖宽度随偏转板位移变化时对两接收孔恢复压力和压差的影响,为伺服阀的结构和参数优化提供了一定的参考依据。     

前置级冲蚀磨损对射流偏转板伺服阀的影响

射流偏转板伺服阀前置级油液高速流动时,油液中的颗粒物会对伺服阀前置级产生冲蚀磨损导致伺服阀的性能下降。采用数值仿真的方法对冲蚀磨损前后射流偏转板伺服阀前置级流场进行计算,通过曲线拟合得到两接收孔压差与偏转板位移的关系;将其与射流偏转板伺服阀的AMESim模型结合分析冲蚀磨损前后伺服阀位移及空载流量的变化。结果表明:冲蚀磨损导致射流偏转板伺服阀前置级两接收孔压差减小;在相同的输入条件下射流偏转板伺服阀阀芯位移减小,空载流量降低。     

喷嘴挡板伺服阀前置级流固耦合特性研究

伺服阀前置级流固耦合特性与伺服阀的稳定性、快速性、气穴和自激噪声的产生密切相关。为研究喷嘴挡板伺服阀前置级流场的瞬态气穴分布特性以及流场作用下挡板的位移特性,提出了伺服阀前置级流固耦合分析方法,采用STAR-CCM+软件对伺服阀前置级流固耦合特性进行仿真分析,并通过流场分布规律实验观测对仿真方法进行了验证。结果表明,伺服阀前置级的流固耦合作用会引起流场周期性的瞬态分布和挡板谐振。     

其他工程机械

正GJ20196042 V形槽位置对偏导射流式伺服阀前置级液流特性的影响[刊,中]/董娜娜…//液压与气动.-2019,(7).-1～6偏导射流级作为伺服阀关键部件,其偏转板上V形槽位置对前置级压力特性起决定性作用,进而影响了整个系统的稳定性。以某航空发动机用燃油电液伺服阀为研究对象,在分析其前置级结构及工作原理的基础上,建立偏导射流级三维模型,以Fluent流场仿真软件为平台,建立V形槽不同位置时的流场仿真模型,     

V形槽位置对偏导射流式伺服阀前置级液流特性的影响

偏导射流级作为伺服阀关键部件，其偏转板上V形槽位置对前置级压力特性起决定性作用，进而影响了整个系统的稳定性。以某航空发动机用燃油电液伺服阀为研究对象，在分析其前置级结构及工作原理的基础上，建立偏导射流级三维模型，以Fluent流场仿真软件为平台，建立V形槽不同位置时的流场仿真模型，得到了V形槽不同横向位移及纵向偏移下左右接收孔恢复压力及压差，分析了V形槽不同偏移量对前置级压力增益及液流特性的影响，为偏导射流式伺服阀装配及调试提供了一定的参考依据。     

伺服阀前置级流场气穴现象的仿真及试验研究

针对液压阀中的气穴现象会引起液压阀的噪音、性能恶化,甚至导致液压阀失效等问题,对伺服阀前置级喷嘴和挡板之间流场中的气穴现象进行了研究.利用Pro/E软件对流场进行了三维建模,用前处理软件Gambit对三维模型进行了网格划分及边界条件设置,利用标准k-ε模型和混合气穴模型建立流场的数学模型,运用FLUENT软件对不同喷嘴入口流速下流场的分布特性及气穴特征进行了仿真分析;同时利用高速摄像机对喷嘴挡板之间的流场分布进行了观测和记录.研究结果表明,在低雷诺数流动条件下,气穴开始在喷嘴外壁和挡板前端的边缘形成;随着雷诺数的增大,在挡板弯曲的附体气穴逐渐长大并随着射流流速的增加出现云状的气穴.将不同流动条件下流场结构和气穴分布的数值计算结果与试验观测结果进行比较,两者基本吻合,说明伺服阀前置级流场气穴仿真模型和数值计算方法是可靠的.     

偏导射流阀前置级流场特征参数的仿真计算

根据偏导射流阀前置级的结构以及内部油液的流动特性,将前置级射流过程分为两个阶段。采用标准k-e模型对前置级流场进行了两相流二维数值计算,对两次射流过程中油液的流动形态以及流场压力和速度分布特点展开研究。分析得出,初次射流为自由紊动射流,二次射流为冲击射流,并发现在偏转板处于中位时两接收腔外侧圆弧拐角低压区处出现空化现象。偏导射流阀实际工作过程中偏转板会发生偏移,因此,建立了不同偏移量下的仿真模型,分析了不同偏移量下流场信息的变化规律,获得了前置级流场的压力云图以及对应的速度矢量图。利用仿真结果中两接收腔压力值和V形槽两侧壁静态压力数据,分别计算出了前置级流场的压力增益和液动力的大小。为偏导射流阀基础特性的深入分析奠定了基础,并对该类阀设计的改进和优化具有理论指导意义。     

2D伺服阀矩形和弓形先导级气穴特性及影响因素

二维(2D)伺服阀因其阀芯集旋转和平移运动于一体,且具有先导控制和功率放大的特性,被广泛应用于航空、军工等领域的液压系统中。由于伺服阀先导级的节流口面积非常小,流体流经此处后会因压力骤降而产生气穴现象,将直接影响伺服阀的工作特性。利用Fluent软件,在不同的阀口开度、敏感腔体积、入口压力下,对矩形和弓形2D伺服阀的先导级阀口和流道进行了两相流仿真。结果表明:矩形和弓形先导级阀口均存在一个最佳开度,对气穴现象的抑制能力最强;矩形先导级结构内的气穴现象,受敏感腔体积变化的影响较明显;入口压力越大,敏感腔体积越大,气穴现象越显著,先导级内气体含量越多。     

微非对称结构燃油伺服阀压漂特性

偏导射流伺服阀前置级结构形式对压力漂移有极大影响。根据前置级结构参数的计算公式及伯努利方程,建立简化后前置级数学模型。以某款燃油电液伺服阀为研究对象,着重分析劈尖、接受口内侧边、接受口外侧边及V形槽等结构非对称性的影响。采用数值模拟的方式对不同回油压力及不同结构非对称条件下的前置级流场特性和压力漂移进行了仿真研究。通过PIV技术进行了流场可视化实验,验证了数学模型及仿真结果,得到了该款电液伺服阀零漂最大的工况及大小,并对改善偏导射流伺服阀的零漂提供了一定的参考依据。     

2D伺服阀矩形先导控制阀口气穴特性研究

为研究双自由度（2D）伺服阀先导控制阀口处气穴现象的影响因素及对阀芯稳定性的影响,运用Fluent软件中cavitation模型对2D伺服阀矩形先导阀口进行了气穴特性的仿真研究。研究表明,在出口压力低于1 MPa时,阀口处会出现气穴现象,且因气穴指数σ较小,故在弓形感受通道会出现气泡现象,出口压力高于5 MPa时,无明显气泡现象但阀口处的气穴仍然存在;随着入口流速增加,阀口内侧壁和外侧壁处气穴强度和分布范围增加;在出口压力0.1 MPa情况下,随着阀口开度增加气穴现象减弱。结果表明,2D伺服阀正常工作时先导阀口处会产生气穴,对伺服阀阀芯运动的稳定性产生干扰。     

偏转板伺服阀压力特性研究

偏转板伺服阀已广泛应用于大型运输机、民用客机的各类舵机和操纵系统。建立了偏转板伺服阀射流接收器的接受面积、泄漏面积、控制腔压力以及负载压力的数学模型,得出了接收器接收孔的孔边间距、供油压力等因素对压力特性的影响规律,发现了当加工造成射流接收器的左右两个接收孔不对称时,偏转板伺服阀会发生"零偏"的现象,并提出了纠正该"零偏"的方法。     

双喷嘴挡板电液伺服阀前置级流固耦合分析

分析双喷嘴挡板电液伺服阀前置级的动态流场,研究衔铁挡板组件受力发生偏转导致前置级流场发生变化,分析固定节流口、喷嘴、回油口处的流速、压力变化和功率损失,以及衔铁挡板组件、滑阀阀芯的位移及受力情况。该研究利用ANSYS软件,采用流固耦合分析方法对双喷嘴挡板电液伺服阀衔铁挡板组件及前置级流场进行分析,为双喷嘴挡板电液伺服阀的流场分析提供了一种更接近实际的分析方法,得到更为精确的分析结果,为模型结构参数及固体材料的选择提供一定的指导。     

《高端液压元件理论与实践》

<正>(ISBN:9787547834022)出版时间:2017年4月定价:148元本书系统地论述高端液压元件的理论与实践,主要内容有:高端液压元件的由来及其演变过程,新型工作介质,射流管伺服阀特性与冲蚀磨损数值模拟方法,射流管压力伺服阀,偏转板伺服阀模型与流场特性,直接驱动式电液伺服阀,飞行器单级溢流阀与极端小尺寸双级溢流阀,     

孔隙高速流动中的气穴观测与噪声特性

为研究阀口高速流动中的旋涡空化机理及其与噪声特性的关系,运用高速摄像、噪声频谱分析等手段对典型阀口孔隙节流处的流场及流动现象进行分析.利用高速摄像机在微距模式下对阀口流场进行观测,最高拍摄速度达120 000幅/s.研究发现空化的产生与流动分离受背压的影响最为明显,进口压力对气穴形态及噪声影响次之;孔口较深时,不同流动参数下气穴初生的位置始终位于节流边与孔壁相交的锐缘区附近,随着阀口开度的变化,初生位置稍有变化.频谱分析同时表明,气穴的形态和尺度是影响噪声的最重要因素之一.     

两级电液伺服阀双喷嘴挡板阀内流场计算与分析

双喷嘴挡板阀是两级电液伺服阀的前置级,其结构参数对电液伺服阀的性能有着重要的影响。利用流场计算软件,对双喷嘴挡板阀的喷嘴在不同结构参数组合下的流场进行了计算,并分析了其液流特性,如速度特性、压力特性、流量特性等。研究表明:通过喷嘴挡板阀的流量随喷嘴直径、喷嘴端面直径和喷嘴外夹角的增大而增加,喷嘴挡板阀的压差却相应地减小;而喷嘴长度、喷嘴内夹角和腔内径对喷嘴各项性能影响不大。通过比较分析找到最佳结构参数组合,为双喷嘴挡板电液伺服阀喷嘴的工程设计提供理论依据和参考。     

偏导射流伺服阀前置级温度特性

利用Fluent软件对偏导射流伺服阀前置级流场进行三维数值模拟,对衔铁组件进行热流固耦合仿真模拟,根据模拟结果分析了入口油温不同时,左右接收腔压力、前置级液动力、黏性热效应以及各组件尺寸的变化情况.通过对比不同入口油温下流场的压力分布,发现温度升高会引起左右接收腔压力升高;左右接收腔压差随温度变化的曲线表明,前置级受到...     

偏转板射流阀压力特性数值模拟分析

运用CFD软件对某型号偏转板射流阀内部不同阀口参数组合下的压力特性进行数值计算和分析,得出偏转板射流阀输出压力特性随不同阀口结构参数组合的变化规律。计算发现： 供油压力为4 MPa 时,λ1≈0.6,1.5≤λ2≤2,1≤λ3≤1.5组合下偏转板射流阀输出压力增益较大,输出压力特性曲线与偏转板位移成线性关系,研究结果可为偏转板射流伺服阀的工程设计和优化提供理论依据与参考。     

射流放大器的不对称性对偏转板伺服阀零偏的影响

针对偏转板伺服阀前置级放大器结构不对称导致零偏的问题,考虑两个接收腔结构尺寸不一致以及劈尖相对射流口不对称等因素,基于二维紊动射流理论建立了偏导射流放大器压力特性数学模型,分析了两个接收腔圆角、内角、喉部宽度不一致性以及劈尖相对射流口的偏移量对放大器压力特性以及零偏位移的影响。分析结果表明：由于接收腔圆角和接收腔宽度直接决定射流流出接收腔的面积,故接收腔圆角和宽度的不对称会对放大器零件产生较大影响,两接收腔圆角差值每增大10μm,会近似产生0.33μm的零偏,而两接收腔宽度差值每增大10μm,会近似产生1μm的零偏,接收孔内角的对称性和劈尖相对射流口的偏移则对放大器的零偏影响很小。减小两接收孔圆角和宽度的加工公差可以显著降低射流放大器的零偏,并提高射流放大器的一致性。     

射流管电液压力伺服阀的设计与研究

简单介绍了压力伺服阀的应用和分类.针对市场需求,中船重工七0四所在已有射流管技术的基础上研制了抗污染能力强的两级射流管电液压力伺服阀,其前置级采用射流放大器,该阀目前已得到成功应用.对其动静态特性进行了分析,并进行了试验研究.同时,介绍了射流管电液压力伺服阀的优点.