内外爆气动开关阀

为了设计一种用于油井液位测量系统的气动高速大流量开关阀,利用小流量的先导高速开关阀驱动大通径的主阀芯.提出以控制腔的充放气过程中压力特性来描述该阀的动态特性.基于热力学、动力学、气压传动等理论详细建立数学模型,并搭建内外爆气动开关阀的实验平台来验证模型的正确性.对阻尼孔通径、控制腔体积等影响动态特性的因素进行分析和优化.结果表明,仿真与实验相符.增大控制腔体积可减小压力振幅幅度,但阀芯开启时间变长;而阻尼孔通径与先导阀通径的比值在0.13～0.27内系统的响应特性颇好.实验结果表明,该阀有效解决大流量与高切换速度之间的矛盾.     

带定压活门的液压阻尼器建模因素分析

针对现有带定压活门的液压阻尼器模型考虑因素不同、形式不统一等问题,通过分析油液含气和压缩性、阀口液动力、阀口流量系数和等效面积、串油管路阻力和管路部分油液压缩性等因素对液压阻尼器等效阻尼及阻尼力峰值的影响,建立了液压阻尼器定压活门内置与外接时统一的力学模型。将某型带定压活门的液压阻尼器在1、9、26 mm共3种不同激振幅值下等效阻尼及阻尼力峰值的计算结果与实验值进行对比,结果显示,等效阻尼误差分别为-9.994 5 %、0.672 4 %和-2.757 2 %,阻尼力峰值误差分别为-0.457 4 %、1.973 3 %和-4.074 9 %,该结果验证了所建力学模型的准确性。在进行影响因素分析时发现,油液体积弹性模量在低压时对含气量较为敏感,随着含气量的增加急速下降,弹性模量的改变对等效阻尼和阻尼力峰值均有较大影响,特别是在激振幅值较小的情况下表现更明显;阀口液动力对定压活门开启后的阻尼力峰值影响较大,而对等效阻尼的影响较小;阀口流量系数取常量且阀口等效面积简化成阀芯位移的一次函数后对等效阻尼及阻尼力峰值基本没有影响;定压活门外接时,串油管路阻力和管路部分油液压缩性对等效阻尼和阻尼力峰值的影响都不大。     

2D数字压力阀

2D数字压力阀是采用阀芯的双运动自由度设计的导控型压力阀。该阀由阻尼管型的液压桥路和旋转自由度构成阀的导控级 ,控制着一个阀腔的压力 ,该压力与反馈到另一个阀腔的压力进行比较 ,所产生的不平衡力驱动阀芯线性运动从而改变阀口的大小 ,使的阀的出口压力与液压桥路的输出压力保持定值比例关系 ,并且不随阀口输出流量的变化而变化。阀芯的旋转运动由数字接口驱动 ,该数字接口由执行元件——步进电动机及数字阀控制器组成。控制器的核心部分为跟踪算法 ,该算法可以使步进电动机的输出角位移连续可控 ,这样可以同时保证阀的响应速度和控制精度     

2D数字压力阀

2D数字压力阀是采用阀芯的双运动自由度设计的导控型压力阀。该阀由阻尼管型的液压桥路和旋转自由度构成阀的导控级，控制着一个阀腔的压力，该压力与反馈到另一个阀腔的压力进行比较，所产生的不平衡力驱动阀芯线性运动从而改变阀口的大小，使的阀的出口压力与液压桥路的输出压力保持定值比例关系，并且不随阀口输出流量的变化而变化。阀芯的旋转运动由数字接口驱动，该数字接口由执行元件——步进电动机及数字阀控制器组成。控制器的核心部分为跟踪算法，该算法可以使步进电动机的输出角位移连续可控，这样可以同时保证阀的响应速度和控制精度。     

压电执行器在螺纹插装阀中的应用研究

论文探讨了将压电晶体(PZT)执行器应用于液压螺纹插装阀上的可能性.介绍了常用的智能执行器,并进行性能比较,选择压电晶体作为螺纹插装阀的执行器.提出利用PZT阀作为先导阀控制主阀的新方法.建立液压回路数学模型并进行仿真分析;建立实验测试系统,并进行性能测试.实验结果表明,PZT阀能够成功地控制主阀的油液切换,实验结果与仿真研究吻合得很好;同时提出了一种提高主阀响应速度的改进措施.     

负荷传感优先阀建模及仿真分析

介绍了某型号负荷传感静态优先阀的结构和工作原理,通过完整的数学模型和系统传递函数框图定性地分析了影响优先阀转向流量响应的重要参数,建立了其AMESim仿真模型,对优先阀在不同输入条件下的转向流量动态响应进行定量仿真分析,并对优先阀结构的关键参数进行了优化。对比仿真与实验结果发现,仿真模型准确反映了优先阀的输入输出特性。仿真分析表明,优先阀LS和R阻尼孔的大小对转向流量动态响应有很大影响,适当增大其直径可以提高系统性能。     

压力跟踪阀建模、仿真与试验研究

在应用减振技术的大型液压装备中常常需要实现弹性元件内压力对执行器内压力的跟踪,以保证弹性元件与执行器接通时系统的平稳.为了简易、安全并可靠的实现这一功能,设计了一种压力跟踪阀,建立相应的数学模型及AMESim仿真模型.对阀的反馈环节进行分析并考察阀芯作用面积、阀口开度和阻尼器阻尼对阀动、静态特性的影响.当阀芯直径为16mm、阻尼孔直径为1mm且为零开口阀时,压力跟踪阀具有较好的动、静态特性.搭建相关试验台进行试验验证,结果表明:压力跟踪阀可以较好地实现压力跟踪功能,压力跟踪误差可控制在0.1MPa左右且压力跟踪稳定.应用了压力跟踪阀的系统可以有效的实现弹性元件与执行器之间的平稳切换.     

电磁驱动主动阀压电泵的设计及其性能

提出并设计了一种新型的主动阀压电泵。与被动阀压电泵通过流体流动开启阀片方式不同,该泵通过电磁驱动方式控制压电泵的进出口阀的开启、关闭,从而降低了阀在开启、关闭时压电泵腔内流体的能量损失。同时可以根据压电泵工作性能的需要,通过调整控制信号的占空比和相位控制阀的开启、关闭时间,这不仅可实现单一机械结构下对液体泵送方向的主动控制,而且对于流体的流量也可进行控制,为提高压电泵的性能提供了一种新的手段。试验表明:该泵在30 Hz的条件下工作时,最大输出流量为160 mL/min。     

先导阀前腔串加阻尼孔的新型双级溢流阀特性

针对普通集成式双级溢流阀在空间尺寸限制时不能稳定溢流的问题,建立了普通集成式双级溢流阀框图,得到了先导阀稳定性判据。该判据表明集成式双级溢流阀主阀尺寸与先导阀存在匹配关系:过大的先导阀芯或过小的主阀尺寸将导致先导阀失稳,造成双级溢流阀无法稳定工作。提出了在先导阀前腔串加阻尼孔来实现极端小尺寸下先导阀与主阀稳定控制的新型集成式双级溢流阀方案,该串联阻尼孔避免了先导输入流量对先导阀芯运动的直接影响,通过阻尼作用降低了先导阀回路的开环增益。理论和试验结果表明:该新型溢流阀在极限小尺寸下可以稳定溢流,能提供更好的压力流量特性。     

挖掘机负载敏感泵的AMESim动态仿真研究

针对挖掘机负载敏感泵液压系统的泄露和摩擦问题,本文基于负载敏感原理建立了负载敏感阀工作时的数学模型,同时运用AMESim软件建立负载敏感泵液压系统仿真模型,并对LS进行仿真分析。仿真结果表明,通过改变控制系统中负载敏感阀的弹簧刚度、开口形状、阀芯直径及阀芯质量,使系统越来越快的达到平稳状态,且超调量变小,振荡次数逐渐减少;不同开口形状产生不同的流量增益;当阀芯直径为6mm时,出口压力动态曲线最平稳,超调量最理想,这与实际生产中的情况相符合;当阀芯质量为0.5kg时,系统响应快,压力波动幅度较理想。该研究对负载敏感泵的设计、使用和保养维修具有一定的参考价值。     

Design of a 70 MPa Two-Way Proportional Cartridge Valve for Large-Size Hydraulic Forging Press

For an ultra-high-pressure hydraulic transmission system of a large-size hydraulic forging press (LHFP), a 70 MPa two-way proportional cartridge valve has been developed to improve the power weight ratio of the hydraulic forging press. In this study, a nominal diameter 25 mm (DN25) cartridge valve is taken as the research object. A longer concentric cylindrical annular gap is set to effectively prevent the ultra-high-pressure oil from flowing to the pilot stage and a seated valve structure is set to form the linear sealing zone in the closing state of the main valve port. Electric-displacement feedback is adopted to realize precise control of the main valve port flow and the features of this valve are investigated. In order to verify the strength and static and dynamic characteristics, the finite element model and a simulation model of the valve proposed above are built. There is a little deformation which does not affect the main valve spool movement, and the main valve port flow meets the design demands. Then, the prototype of DN25 70TPCV is manufactured and a ultra-high-pressure experimental platform is developed. The experimental results show that the DN25 70TPCV designed in this study has the advantage of fast response, high control precision, and low leakage, which can meet the requirements of LHFPs.     

伺服阀主阀芯的建模与仿真

运用流场分析软件,对伺服阀主阀芯在阀口开口大小一定时的内部流场进行模拟仿真。仿真结果表明,阀口处压差是影响阀内部流场的主要因素之一。仿真所得阀口的速度场与压力场数据与伺服阀流量特性的理论计算结果一致,符合液体流动的规律。     

无泄漏平面型纯水换向阀研究

针对纯水换向阀在突然切换时易产生严重冲击的问题，提出一种改进的纯水换向阀优化结构.通过设计和研制新型纯水换向阀，改变传统的间隙密封为直接密封，合理设计主阀芯与主阀套的压紧力，使先导阀阀口阻尼器与主阀敏感腔匹配.应用计算流体动力学(CFD)技术，对纯水换向阀主阀内流道的流场进行动态仿真，并优化流道结构.对所研制的纯水换向阀进行静、动态试验和寿命试验.结果表明,纯水换向阀的动态响应特性较好，换向迅速，换向冲击小，连续换向达万次后，主要零部件无异常现象.研制的纯水换向阀的性能基本达到了现有同类油压换向阀的水平.     

动态流量平衡阀结构优化与验证

针对动态流量平衡阀流量控制精度较低问题,依据孔板流量和同心环状缝隙流方程,初步设计阀芯开孔型线,提出压差补偿系数因子修正法对现有的型线公式进行了优化修正,基于大涡模拟(LES)湍流模型,数值模拟研究了优化前后动态流量平衡阀的流量控制精度和流量精度误差,对比分析阀芯开孔型线对阀内压力脉动强度的影响规律,并搭建流量测试试验台对所提优化方法进行验证。结果表明,压差补偿因子修正法优化阀芯开孔型线能有效降低阀芯端面压力脉动强度,提高动态流量平衡阀流量控制精度至3.7%,流场模拟计算和实验结果趋势上基本吻合。     

直动式顺序阀的启闭特性及其结构参数

本文主要研究直动式顺序阀的启闭特性与阀的结构参数的关系。减小作用于阀芯上的液压卡紧摩接力,有利于提高阀的启闭特性。在大流量阀中,作用于主阀芯上的稳态轴向液动力对选择控制柱塞直径有显著影响。文中介绍按启闭特性要求确定控制柱塞直径和调压弹簧刚度的方法.     

液控换向阀内流场及动态特性的数值模拟

为获得阀口型式对液控换向阀内流场和动态响应的影响,利用CFD和Matlab Simulink数值模拟软 件对该阀进行了分析．阀内流场模拟采用两相混合流和标准k-8模型;滑阀动态响应研究是基于滑阀运动 的物理方程在Matlab Simulink平台上开展的．对3种阀口流场进行稳态和瞬态分析,得到流量系数、入流射 流角度和滑阀所受轴向力．分析结果表明：阀口开度越小、流量越大,轴向力和气穴产生的可能性都增大;滑 阀运动速度越大,开阀过程产生气穴可能性越大,闭阀过程相反;阀口开度为2 mm,流量在35 L/min以下不 产生气穴;液动力方向始终为开阀方向,常用公式计算结果与实际不符．动态特性研究表明：K或V型阀口的 滑阀响应较快,但系统工作速度主要由阀口流量系数决定,应限制滑阀位移以避免振荡．阀口型式对液控换 向阀内流场和动态特性均有显著的影响     

液压挖掘机功率匹配节能控制系统

将发动机、变量泵、控制阀、负载作为一个系统,分析了该系统各环节匹配的原理和方法。以泵出油口压力为依据,实现了动力系统 工况的自适应控制;以转速传感控制方式实现了发动机 泵的功率匹配;以变量泵出口流量为依据,由微机控制调节多路阀阀口开度,实现了负载 泵的功率匹配。克服了以往单纯采用压力或转速控制方式的不足,并采用模糊算法在线实时调整PID控制参数,实现了自适应节能控制。     

压电作动器驱动两级电液比例减压阀设计分析

针对以往采用压电作动器的减压阀必须采用压力传感器的不足,提出一种先导式比例减压阀.该阀采用压电作动器控制先导阀阀口开度,与先导供油器的固定节流孔形成分压作用,实现对先导压力的控制,进而控制主阀实现对主阀出口压力控制.对减压阀进行结构和原理分析,建立数学模型;用Simulink仿真分析结构参数对静动态特性的影响.采用调零弹簧将最低可控压力向下扩展到0;设计三台肩式阀芯结构,通过流场分析验证了该结构有效地减小液动力;根据仿真结果选择恰当的反馈阻尼孔尺寸,保证减压阀的动态特性.所设计的减压阀无须测量压力并闭环即可实现减压功能,具有良好的调压范围、调压精度,能实现快速稳定动态响应.