某型平衡阀流量特性改进研究

在某大吨位起竖回收液压系统中,采用四级液压缸作为起竖回收的执行机构,多级液压缸在换级时因面积突变会产生冲击现象。由于该多级缸的反腔无节流缓冲结构,因此采用控制平衡阀阀口节流的方法来减速实现缓解冲击,平衡阀在节流时的流量特性直接影响到系统回收的稳定性。通过理论计算及AMESim仿真分析,提出一种多面积梯度的主阀芯结构,实现了主阀芯在一定压力范围内稳定的开启面积,解决了压力、温漂对主阀芯开启的影响。经单机及系统试验验证正确,消除了平衡阀开启不一致的问题,保证了平衡阀量产的状态一致性,有效提高了平衡阀对系统特性变化的容错能力。     

基于Modelica的潜液泵系统建模与仿真分析

为研究潜液泵系统的动态特性以及速度限制扭矩控制阀(STC阀)结构参数对阀芯动态性能的影响,在分析其工作原理、数学模型的基础上,采用多领域统一建模语言Modelica,在MWorks仿真软件中构建STC阀子系统、遥控阀组子系统等模型,并将所建立的子系统模型与恒压变量泵、离心泵模型相结合,构造出完整的潜液泵系统模型。利用该模型进行系统仿真,分析STC阀节流孔直径和阀芯质量对阀芯动态性能的影响。研究结果表明:潜液泵系统具有良好的动态特性;STC阀节流孔直径越小,阀芯的运动速度越平稳、速度振荡越小,越能更快达到稳定状态;STC阀阀芯质量越大,阀芯的速度振动越小,运动速度越平稳。     

一种新型数字流量阀动态特性研究

针对高速开关阀流量小且不连续的缺陷,设计一种新型的两级数字流量阀。其先导级为电机驱动的高速开关转阀,主级为三位四通滑阀。高速开关转阀的启闭频率较高,可以显著减小主阀流量波动。基于两级阀的结构和工作原理,建立数学模型和流量波动模型。在AMESim软件中建立了两级数字流量阀的动态仿真模型,对主阀进行动态位移特性和动态流量特性仿真计算,分析主阀供油压力、面积比、节流槽宽度等参数对主阀阀芯位移动态响应特性的影响以及先导流量、控制腔体积、启闭频率等参数对主阀流量稳定性的影响。结果表明:增大供油压力、启闭频率,减小面积比、节流槽宽度可以提高阀的响应速度;增加启闭频率、增大控制腔体积以及减小先导流量都可以降低主阀流量波动,提高输出流量的稳定性。     

基于AMESim的挖掘机行走液压系统仿真研究

基于AMESim软件分析液压挖掘机直线行走阀结构参数的改变对系统动态响应特性的影响,得出多组仿真数据和仿真曲线,通过对仿真数据、仿真曲线和试验数据进行比较分析,找出影响直线行走液压系统特性的主要参数,并验证了模型的正确性。研究结果为直线行走阀结构参数的选取和行走液压系统性能的改进提供了参考。     

带有三角形节流槽的支架换向阀工作性能分析

现有支架换向阀仅可完成支架供液"通"与"断"的开关型控制功能,为解决由此诱发的支架液压系统内压力冲击剧烈问题,提出在主阀芯布置三角形非全周开口节流槽的换向阀改进设计方案。推导出三角形阀口节流面积计算公式,基于AMESim软件搭建了阀芯带有三角形节流槽的液压换向阀模型,进行了原始换向阀与改进换向阀工作性能的对比研究。仿真结果表明:主阀芯增设三角形节流槽后实现了换向阀阀口过流面积的变梯度分段增大,即在阀芯开度小于8 mm时,阀口通流面积平均梯度为5.5 mm~2/mm,在阀芯开度大于8 mm时,这一梯度数值增大至92 mm~2/mm;阀口通流流量与阀口工作压力同样可实现分段变梯度增大,由此可实现后续液压执行机构的平稳启动,并有效缓解液压系统内的压力冲击。该方法可为液压支架大流量换向阀比例化改进设计提供参考。     

掘进机摇臂升降负载敏感控制系统设计与研究

针对掘进机液压系统定量泵供油、换向阀中位机能卸荷,系统耗能多、换向主阀阀芯设计复杂等问题,设计掘进机摇臂升降负载敏感系统。在验证负载敏感变量泵模型、换向阀HCD模型、掘进机摇臂平面机构模型基础上,搭建掘进机摇臂升降负载敏感控制系统仿真模型,分析掘进机摇臂升降系统中位卸荷性能,研究了平衡阀先导比、摇臂液压缸尺寸、液压缸大腔回油主阀阀芯节流面积对摇臂升降性能的影响。结果表明：换向阀处于中位,系统中位卸荷阀开启,泵处于低压卸荷工况;增大摇臂液压缸缸径、平衡阀先导比、B口SymbolnB@T口回油背压,摇臂下降启动冲击均增大;平衡阀先导比取1.0、摇臂液压缸缸径取160 mm、B口→T口回油节流面积取24.68 mm2时,摇臂下降起动冲击较小。     

起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统研究

目前,起重机普遍使用的传统抗流量饱和负载敏感液压系统存在响应速度慢、速度精度差、能耗大的缺点。为克服这些缺点,建立以电子压力补偿原理为基础的起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统。对起重机典型负载原理进行分析,提出一种以手柄开度信号为阈值的多模式控制策略。建立传统抗流量饱和负载敏感液压系统AMESim仿真模型,并通过试验验证了仿真模型的正确性。建立起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统AMESim仿真模型。仿真结果表明:与传统抗流量饱和负载敏感系统相比,双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统在变幅油缸单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度精度更高,速度跟踪误差分别降低26.2%和56.5%,卷扬马达单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度跟踪误差分别降低46.1%和69.8%。     

基于Matlab和AMESim的M8阀组的建模与仿真

以力士乐的M8阀为研究对象,对其进行测量,获得相关几何参数。推导了M8阀的半圆形、U形节流槽的最小过流面积,并利用Matlab对其相应函数表达式进行了编程。将M8阀P-A口的节流槽几何参数代入Matlab编辑的函数表达式得到了半圆形、U形节流槽的过流面积与阀芯位移的特性曲线。分析了M8阀的工作原理并根据其原理建立AMESim HCD模型,以三联M8阀分别控制挖掘机的动臂、斗杆及铲斗油缸建立挖掘机工作装置的AMESim HCD仿真模型,以某企业大型挖掘机的相关参数对仿真模型进行参数设置。通过仿真得到模型工作装置中相关液压元件的压力、流量相关参数,给出了动臂联的压力、流量等相关参数曲线。最后用实测数据和仿真结果进行了对比,结果证明该方法是可行的。     

汽车起重机用平衡阀静态特性仿真及试验研究

以汽车起重机起升机构系统中的某型流量为300 L/min平衡阀为研究对象,根据平衡阀的结构特点及工作原理,搭建数学模型,并对阀口模型进行精准过流面积计算。以数学模型为基础在AMESim中搭建仿真模型,分析负载压力、主阀流量、背压及控制特性曲线的静态特性;同时对平衡阀进行试验,试验结果对比仿真结果修正数学模型中参数值。结果表明：随着控制压力的增大,主阀口流量呈逐渐增大的趋势;当达到额定流量300 L/min时,主阀口流量保持不变;仿真模拟曲线与试验曲线最大误差为2.7%,验证了模型的可用性。     

插装式流量放大阀反馈槽预开量对其性能的影响（英文）

基于流量反馈原理的Valvistor插装阀具有低泄漏、通流能力强、结构简单等优点,已被广泛应用于液压系统中,主阀反馈槽预开量对其通流能力及静态性能有显著影响。使用Simulation X建立了16通径Valvistor阀的仿真模型,通过实验验证了仿真模型的正确性,详细研究了反馈窄槽预开口量对阀芯性能的影响,结果表明:为了提高阀芯稳定性及使阀芯关闭,主阀反馈槽必须增加预开口量,但预开口量的增加会导致阀芯出现死区,同时降低了阀芯通流能力,研究结果为Valvistor阀性能的进一步提高提供了依据。     

多路阀主阀芯不同节流槽对其稳态液动力的影响

针对工程机械用多路换向阀在不同工况下稳态液动力过大或不稳定导致滑阀卡滞,从而影响执行机构的可靠性和安全性,以某型号工程机械多路阀为例,设计矩形、半圆形、U形、2U形4种形式节流槽口的阀口,通过Fluent数值模拟研究在不同阀口开度下的流场特征并确定射流角,根据流场计算结果,搭建不同结构节流槽的滑阀模型,分析节流槽口结构形式对阀芯稳态液动力的影响。研究结果表明：随着阀芯节流槽口逐渐开大,矩形、U形、2U形节流槽阀芯所受稳态液动力变化平稳;当阀芯采用U形节流槽时,其单位节流面积受力变化幅度较大,但阀口稳态液动力仍能保持稳定;半圆形节流槽阀芯所受稳态液动力相对不稳定,梯度较大。     

电磁比例节流阀新型节流槽的建模与特性仿真

提出一种线性节流槽,利用它能够实现节流槽的过流截面面积与节流槽开口的大小呈线性正比例关系。将它用于电磁比例节流阀,可以实现通过节流阀口的流量与阀芯位移呈线性规律变化,配合使用比例电磁铁,很容易实现电磁比例节流阀的电信号对通过阀口流量的比例控制。根据电磁比例节流阀的实际工作环境,以MATLAB作为仿真平台,对电磁比例节流阀的稳态特性进行仿真,得到了电磁比例节流阀在不同开口时的流量特性曲线、刚度特性曲线和阀口开度与流量关系曲线,并对仿真结果进行分析,分析结果对于优化电磁比例节流阀的设计参数有重要的指导意义。     

挖掘机行走马达正反向输出扭矩一致性技术研究

针对某型号挖掘机液压行走马达正反向输出扭矩不一致问题展开研究,分析得出马达正反向输出扭矩不一致的主要原因为马达正反向进出口压差偏差大,而导致压差偏差大的主要因素为马达正反向回油平衡阀阀口尺寸公差的不一致性。建立马达平衡阀阀口尺寸链模型,分析平衡阀阀芯、弹簧座、平衡阀阀头及端盖割槽尺寸公差对平衡阀阀口尺寸公差的影响。通过CFD仿真及阀口各组成环尺寸链优化设计,结合零部件实际加工难度进行公差分配,使马达回油平衡阀阀口尺寸保持在0.5~0.7 mm,从而缩小马达背压变化范围。试验结果表明：优化后的马达平衡阀口尺寸公差使马达进出口压差保持一致,从而保证了马达正反向输出扭矩的一致性。     

一种新型插装式水压电磁换向阀的仿真研究

基于二通插装阀结构,提出了一种新型插装式水压三位四通电磁换向阀的设计方案,并介绍了其工作原理;同时建立了水介质条件下插装式换向阀的AMESim仿真模型,分别分析了不同的阀芯面积比、阀芯阻尼孔直径、先导阀孔直径、阀芯质量以及弹簧刚度等在空载情况下对插装式换向阀动态特性的影响,并基于AMESim仿真分析得到插装式电磁换向阀的最优结构参数及其动态特性曲线。仿真结果表明,具有最优结构参数模型的该电磁换向阀换向迅速、稳定、可靠。     

低压透平电液调节系统的建模及仿真研究

以某种低压透平电液调节系统为例,分析其多级放大结构的耦合特点,以及应用伺服随动反馈控制先导级滑阀阀口和主滑阀阀口开度变化的机制,建立该系统的数学模型,并采用MATLAB/Simulink对其进行仿真。搭建低压透平电液调节系统试验台,试验结果表明:利用该模型获得的试验结果与仿真结果吻合性较好,验证了该数学模型的正确性和可行性;适当减小主阀芯弹簧刚度以及油缸有效面积,可在不影响稳态输出精度条件下,明显提升低压大流量系统的动态响应速度;减小先导阀弹簧刚度,可在响应速度不变的条件下,减小对控制油压的响应时间,使静态输出特性曲线零位死区减小;给出了能提高系统动态响应速度的优化参数取值。研究成果可为低压大流量伺服控制系统的设计及优化提供参考。     

多路阀阀芯节流槽拓扑结构的优化设计

针对挖掘机多路换向阀开启过程中所受稳态液动力使得操纵力过大的问题，基于ANSYS对阀芯节流槽进行热流固多物理场可视化研究，通过分析半圆形节流槽阀芯下流动状态，提出新型节流槽拓扑结构，并建立Non-Parametric Regression响应面模型，研究新型节流槽结构尺寸对稳态液动力与质量流率的影响。结合多目标遗传算法寻优求解，并对比分析优化前后流动状态及阀芯所受稳态液动力等。结果表明：新型节流槽结构能够降低稳态液动力，有效提高了多路阀开启过程的换向性能。     

变流量轴向柱塞泵性能优化

变流量轴向柱塞泵输出流量的稳定性是衡量其性能的重要指标,配流盘上的节流槽对流量脉动有重大影响,流量脉动又会引起压力脉动。为减小变流量轴向柱塞泵的流量脉动,利用AMESim建立变流量轴向柱塞泵模型,给出节流槽过流面积计算公式,利用MATLAB绘制节流槽过流面积图,在柱塞子模型中导入数值进行仿真分析。分析发现：在柱塞腔刚与压油腔连通时,流量倒灌现象与过流面积成正相关;随着柱塞腔继续转动,流量脉动与过流面积成负相关。根据该研究设计一种V-梯形节流槽,有效提高变流量轴向柱塞泵性能。     

液压系统回路速度刚性理论与实验研究

采用AMESim软件建立了节流调速回路系统的模拟模型,设定3种不同阀口参数,并进行模拟。采用QCS003B型液压实验台对调速回路速度和负载数据进行采集,比较分析了节流调速回路的速度刚性,结果表明:所建的仿真模型正确,实验数据分析结果与理论分析相吻合,为该类型回路设计提供了参考。     

多路阀滑阀节流槽计算方法研究

工程机械上,多路阀常通过在阀芯节流边加工不同形状的非全周开口节流槽以满足不同阀芯流量控制特性。由于非全周开口节流槽复杂多变的结构特点,传统而相对简单的截面面积计算公式难以完成面积精确的计算。利用CFD仿真软件,对双U节流槽的三维流场压力进行仿真分析,推导了面积与压力变化之间的关系,并根据节流槽液体流动结构形式确定了局部压力损失系数,得到非全周开口计算面积与节流槽结构参数之间的关系方程。通过AMESim软件进行液压系统仿真分析,并最终通过试验进行了验证。研究发现通过该方法能快速准确地完成各种非全周开口滑阀开口面积的设计,对非全周开口滑阀流量设计、液动力预测及其振动和噪声的控制具有重要意义。