基于AMESim的高压气动减压阀的稳定特性

针对氢能源汽车中气动减压阀高压化减压时减压阀稳定性下降的现象,对一种带有先导稳定流量器的高压气动减压阀进行特性研究。建立高压气动减压阀的AMESim仿真模型,仿真分析了其压力、流量特性、高压气动减压阀先导阀弹簧刚度、先导稳定流量器活塞阻尼孔、高压气动减压阀主阀弹簧刚度、主阀出口腔等参数对高压气动减压阀稳定性的影响。研究结果表明,带有先导稳定流量器的高压气动减压阀在高压化减压时,其出口压力稳定,压力振荡小,动态响应快。同时,适当地增大复位弹簧刚度,先导稳定流量器活塞阻尼孔,出口腔容积的增大,可提高阀的输出压力的稳定性和快速性。     

某型导弹高压正向式减压阀静态特性分析

高压气动减压阀是导弹/发射筒气源装置的重要元件,用于气源装置高压气瓶出口气体的减压与稳压。设计一种正向直动式减压阀,并建立其静态数学模型,用AMESim软件对其静态特性进行仿真分析,讨论锥形阀芯半角、敏感活塞面积和弹簧总刚度对该减压阀压力特性的影响。结果表明:锥形阀芯半角的增大能提高减压阀的调节精度;活塞面积的增大能提高调节精度,增大到一定值时,调节精度无明显提高,同时要考虑减压阀的尺寸;弹簧刚度的减小能提高减压阀的调节精度。     

锥型阀芯的高压气动减压阀设计分析

分析了氢能源汽车车载高压气动减压阀的结构和设计方法。具有锥型阀芯的车载高压气动减压阀通过阀体内部结构实现阀芯的最大开口量控制,阀的开口面积和阀位移成线性关系。建立了减压阀的静态和动态数学模型。减压阀的初始工作压力,控制压力以及最大控制压力和压力控制精度可以通过恰当地设计弹簧刚度,预压缩量和阀通径等参数来实现,定值输出减压阀可以保持出口压力基本恒定。     

高压先导轴流式天然气减压阀性能优化研究

建立了天然气高压先导轴流式减压阀数学模型,运用MATLAB/Simulink进行动态模型仿真,得到了天然气高压先导轴流式减压阀系统动态特性。绘制了不同进口压力、弹簧刚度以及泄流孔直径下天然气高压先导式减压阀的动态特性响应曲线。根据不同设计变量,建立以输出压力为目标函数的优化模型,基于遗传算法理论得出最佳适应度和最佳均值轨迹。分析结果表明,在入口压力4 MPa的工况下,先导式减压阀阀后输出压力最大超调量由1.7 MPa减小为0.5 MPa,系统动态响应时间由0.65 s缩短为0.42 s,天然气高压先导轴流式减压阀性能得到优化。     

大减压比高压气动比例减压阀阻尼孔耦合特性仿真研究

设计了一种大减压比高压气动比例减压阀,采用先导控制方式,通过调节比例电磁铁推力控制减压阀输出压力。通过进气阀芯与先导阀芯联动,调节进入控制腔气量,从而控制主阀芯开度,调整主阀芯节流作用,最终控制减压阀输出压力,达到输出压力与电磁铁推力动态平衡。控制腔的压力受控制腔进气阻尼孔大小、排气阻尼孔大小及进气阀开度影响。为此,建立了该比例减压阀的动力学及热力学数学模型,根据动力学及热力学数学模型搭建比例减压阀系统仿真模型,通过数值仿真分析主阀芯控制腔进气、排气阻尼孔参数与进气阀芯开度间耦合特性对该比例减压阀输出压力的影响,进一步优化该比例减压阀结构,提高减压阀输出压力控制精度及响应速度。本研究对同类型高压气动减压阀优化设计及输出压力控制性能的提高提供一定参考。     

反向式气体减压阀静态特性仿真分析

采用AMESim软件进行了反向式减压阀静态特性研究。分析了改变设计流量Q、刀锋直径d、敏感活塞面积Am和弹簧有效刚度Ke等参数对反向减压阀静态特性的影响,并通过减压阀性能试验进行验证,为减压阀研制提供了合理可行的理论依据。     

高压气动溢流先导式减压阀动态性能研究

为应对高压变工况下先导式减压阀出现的不稳定性问题,建立了减压阀系统动态微分数学模型,借助MATLAB/Simulink软件进行非线性动态模型仿真,得出对减压阀阀后压力影响较大的结构参数为:导阀弹簧刚度、导阀活塞直径、放散孔直径、主阀载荷腔体积、导阀阻尼及主阀出口腔体积等。此动态模型的分析对先导式减压阀的设计优化有重要的指导意义。     

Halbach阵列磁弹簧减压阀特性研究

为改善传统减压阀中机械弹簧应力松弛和疲劳断裂等问题,提出一种基于Halbach阵列磁弹簧的直动式减压阀。利用Maxwell对Halbach阵列磁弹簧进行磁力仿真,设计出满足减压阀性能要求且铁磁耗材较低的Halbach阵列。利用AMESim软件仿真分析静态压力-流量特性与动态阶跃响应特性对Halbach阵列磁弹簧减压阀与机械弹簧直动式减压阀的影响规律。结果表明：相较于同规格机械弹簧直动式减压阀,Halbach阵列磁弹簧减压阀压力-流量曲线更平缓,即入口流量相同的情况下,磁弹簧减压阀压力损失更小,稳压精度更高;当进出口压差为2.5 MPa时,响应速度接近,当进出口压差提升至4.5 MPa时,Halbach阵列磁弹簧减压阀压力脉冲较小,即超调量较小,响应速度略有提高。     

基于AMESim的飞机刹车减压阀建模仿真及动态特性分析

该文利用AMESim中HCD库对刹车减压阀进行建模仿真。通过对球活门最大开口量、减压弹簧预紧力及减压弹簧刚度三个参数的分析,获得各个参数对刹车减压阀输出压力动态特性的影响规律。为今后刹车减压阀的设计、选择及优化提供有力帮助。     

氢能源汽车车载超高压气动减压阀的机理与特性分析

分析了车载超高压气动减压阀的工作机理、基本特性及其影响因素．气动减压阀阀芯与阀套在结构上形成压力反馈腔,将负载压力反馈给弹簧,稳定出口压力．分析结果表明：阀内流道的等效阻尼长度和压力反馈腔体积是影响阀出口压力的重要因素．流道等效阻尼越小,阀口关闭越快,出口压力波动越小;压力反馈腔体积越大,其压力缓冲作用越明显,出口压力波动越小,但延迟时间越长．     

转板式气动数字压力阀设计与仿真研究

随着数字化控制技术的快速发展,直接数字化控制是目前研究较多的一种针对数字/伺服阀控压力系统的控制方法。针对之前"气动阀多采用阀芯阀套结构、模拟量控制,对控制器要求高"的问题,提出了一种转板式气动数字压力阀结构。该气动数字阀采用步进电机加一块特殊形状的转板来实现对气动阀输出气压的控制,采用计算机直接控制方式,建立了气动数字压力阀的数学模型,并对其进行了仿真实验。实验研究结果表明,该数字阀气压输出、输入线性度高,利于开环控制。     

电比例斜轴式柱塞泵特性仿真分析及试验

电比例斜轴式柱塞泵为工程机械液压系统的典型液压元件,建立其准确的数字化仿真模型对于液压泵性能预测与结构优化具有重要意义.在分析阀控缸变量机构的变量原理和先导控制阀的结构特性的基础上,建立了某型电比例斜轴式柱塞泵的数学模型.通过对电比例斜轴式柱塞泵进行机械结构参数测绘,获得了柱塞泵的基本结构参数,利用AMESim软件平台...     

活塞式气制动阀静动特性的研究

对我国拖拉机挂车气制动系主要控制元件—活塞式气制动阀静动特性做了理论分析和试验研究,通过适当改变气制动阀内部参数的方法,提高了其静动特性性能指标和制动性能。试验表明,气制动阀静特性不仅与几何尺寸、平衡弹簧刚度、输入气压及行程有关,还与制造精度、装配质量、调整误差有关。     

阀控叶片气马达建模及恒转速控制研究

为提高叶片气马达的恒转速控制精度,考虑采用高速开关阀调节叶片气马达进气腔的压力和流量。通过分析阀控叶片气马达系统基本结构和工作原理,搭建了叶片气马达周期性、离散的腔室体积模型,对其进行傅里叶级数展开,得到叶片气马达周期性、连续的腔室体积模型。结合叶片气马达运动学模型、腔室流量数学模型以及高速开关阀阀口流量数学模型建立了阀控叶片气马达系统的数学模型。采用PID控制算法对该阀控叶片气马达系统进行恒转速控制研究,仿真与试验结果对比表明：该算法具有良好的转速控制精度,同时也表明了所建立模型的有效性和可行性。     

PQ控制变量泵比例换向阀参数对压力特性的影响仿真研究

针对电液比例压力流量控制轴向变量柱塞泵,利用AMESim软件建立其整体模型。对该变量泵压力特性进行了仿真研究,并重点考察了电液比例换向阀参数的变化对泵压力特性的影响。仿真结果表明,电液比例换向阀的弹簧刚度和弹簧预紧力的设定值越大,变量泵输出压力的稳态值也越大;在避免比例换向阀的阀芯质量过小基础上,尽量减小阀芯质量,并设定适当大小的阻尼孔孔径和阀芯直径,可减小输出压力的超调量,改善变量泵的工作品质。     

Development of a novel two-dimensional(2D) three-way(3W) fuel flow control servo valve with constant pressure difference

To solve the problems of large volume, and low integration of traditional electro-hydraulic servo valve with constant pressure differential fuel metering device, a new two-dimensional three-way constant pressure differential fuel flow control servo valve (2D3WFFCSV) is developed. It innovatively adopts the advantages of lightweight of “two-dimensional hydraulic technology”, The constant differential pressure function and flow regulation function are integrated into a two-dimensional (2D) main spool with two degrees of freedom (rotational and axial degrees of freedom). The flow control process of 2D3WFFCSV is as follows: firstly, the armature of the torque motor and the two-dimensional piston are coaxially installed at the end of the two-dimensional piston, so the torque motor can directly drive the two-dimensional piston to rotate; secondly the “hydraulic servo screw mechanism”, which can amplify the power, is used to drive the two-dimensional piston to move in line; Finally, a pair of conversion mechanisms (roller group and spiral track conversion mechanism) are converted into the angular displacement of 2D main spool to control the area of flow valve port. The axial degree of freedom of 2D main spool realizes the function of constant differential pressure. To improve the flow control accuracy of the servo valve, the axial position of the 2D piston is detected by the linear displacement sensor (LVDT), and the signal is transmitted to the controller to realize the closed-loop control. To explore its open-loop characteristics, the mathematical models of torque motor, two-dimensional piston and main spool are established to obtain its open-loop transfer function. Then the AMESIM simulation model is built. To optimize the design of the system, through the dynamic simulation of the system, the influence of key parameters on the dynamic response of the system can be studied. An experimental study is carried out to verify the design feasibility of the servo valve. The experimental results show that under the condition of no-load and full-scale input, the closed-loop delay of the servo valve is 1.84%, the linearity is 2.14%, the step response time is 43 ms, and the dynamic frequency response is 38 Hz. The newly developed 2D3WFFCSV has the advantages of high integration, small size, light weight (801.5 g) and high response and control accuracy. It can replace the constant differential pressure, metering valve and hydraulic servo valve in the aeroengine fuel regulator.     

某型导弹发射筒安全阀设计及动态特性仿真分析

安全阀是导弹发射筒装置上的一个重要元件,用于导弹发射后发射筒的安全卸压,从而对导弹发射筒及空气压缩机起到保护作用。针对某型导弹发射筒超压泄放的特定需求,设计出一种新型发射筒安全阀,并在此基础上建立其AMESim仿真模型,对其动态特性进行仿真分析,得到安全阀流道直径、容积腔体积、阀芯质量和弹簧刚度对该安全阀入口压力、流量、阀芯速度及阀芯振幅的影响规律。结果表明:在满足压力和流量要求的前提下,流道直径、容积腔体积和阀芯质量越小,弹簧刚度越大,阀芯振幅和速度波动越小,安全阀动态稳定性越好。