一种新型高速开关阀设计与实验研究

为解决高速开关阀响应速度和大流量之间的矛盾,设计一种先导式结构的高速开关阀。先导控制阀采用高频响大流量的2D数字伺服阀,主阀则采用滑阀结构,并通过并联阀口双节流边的输出结构来提高开关阀的流量。在阐述该开关阀的工作原理和结构的基础上,对该阀进行了零位泄漏特性、阀口流动特性以及阀芯动态响应特性的实验研究。结果表明:在系统压力为15 MPa时,阀口开启时间为16.75 ms,关闭时间为25 ms;在开关阀的阀口压力差为2 MPa时,该阀的输出流量约为3 100 L/min。     

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。     

锥阀式数字比例溢流阀特性的试验研究

研究以高速开关阀为先导阀、安全阀为锥阀结构的数字比例溢流阀特性。搭建数字比例溢流阀试验平台,开展了锥阀式数字比例溢流阀的试验研究。试验结果表明:当高速开关阀控制信号的频率为50 Hz时,既能保证一定的有效占空比范围,又能满足系统的频率响应性能;锥阀式数字比例溢流阀的重复特性较好;在占空比正反向连续变化时,锥阀式数字比例溢流阀的系统输出压力在同一占空比时的变化很小,滞环现象不明显,能够满足系统控制的要求;不同流量对占空比范围和最高压力影响不大,但影响系统最低压力;锥阀式数字比例溢流阀调节压力在10%~60%范围内近似线性变化,比滑阀式结构调压性能好。     

先导数字调速阀特性分析

调速阀一般由定差减压阀和节流阀串联组成。当其工作在大压差、大流量场合下,布置在主回路上的减压阀压力损失大,会带来油液温升等问题。提出一种先导数字调速阀,主阀为流量放大原理插装阀,先导阀为由高速开关阀与定差减压阀串联组成的数字调速阀。高速开关阀为PWM控制数字阀,节流损失小、重复性好、抗干扰能力强。将定差减压阀应用在先导回路,由于控制流量小,可有效解决压力损失大、发热大问题。通过理论推导和仿真研究,验证了该阀可行性,并得出该阀性能与结构参数之间的关系,为其设计提供了理论基础。     

高速开关阀先导控制注塑机注射液压系统的仿真研究

给出了高速开关阀先导控制的二通插装阀应用在注塑机上的注射系统液压原理图,并在AMESim仿真环境下,分析关键参数如系统液阻、调制频率、占空比、负载。仿真结果表明,采用高速开关阀先导控制实现了对插装阀阀芯的位置控制,验证了系统原理的可行性。     

高速开关阀流量特性的试验研究

针对车辆、工程机械领域应用广泛的高速开关阀,分析了常闭型二位二通高速开关阀的结构及工作原理,设计了高速开关阀流量特性实验台,并进行其静态特性试验。试验结果表明:控制高速开关阀通断的脉宽调制信号频率对开关阀的流量影响不大,尤其在占空比为20%~80%时,几乎没有影响;对流量随占空比变化曲线的线性度影响较大,频率越大,线性度越高;相同占空比下,高速开关阀流量随阀口压力的增大而增加;反向得出了该试验用高速开关阀的等效流通面积。     

高速开关阀控插装阀的特性研究

阐述了一种高速开关阀控插装阀的工作原理,建立了数学模型,用AMESim仿真软件建立了仿真模型。通过分析插装阀阀芯位移和插装阀出口流量曲线图,得出PWM信号频率和占空比对高速开关阀控插装阀控制性能的影响。分析结果显示:PWM控制信号频率为低频、信号占空比适中时,高速开关阀作为先导阀能够对插装阀进行良好的线性控制。     

高速开关阀在厚度自动控制系统中的应用

针对高速开关阀控制流量精确、价格低廉、抗污染性强、重复精度高、稳定性好等优点提出将高速开关阀代替伺服阀用于轧机厚度自动控制(AGC)系统中。基于占空比线性转换的PWM控制方法,建立高速开关阀用于液压AGC系统的位置控制数学模型,并在Simulink中进行仿真分析,分析缸体压下时的位移响应曲线、流量响应曲线及轧制力响应曲线。研究结果表明:在液压AGC系统中,高速开关阀能够实现对缸体位置的快速精确控制,将其代替伺服阀用于液压AGC系统中是可行的。     

三级电液伺服阀高频振荡故障分析

针对三级电液伺服阀在使用中出现的高频振荡现象,通过理论分析和实践经验,揭示了三级电液伺服阀高频振荡的原因。因为三级电液伺服阀先导阀阀芯、阀套间摩擦阻力变大,导致先导阀静态特性的滞环变大,响应速度和控制精度下降,影响伺服液压系统的工作稳定性。并根据测试曲线进行有针对性的修复,保证设备稳定运行。     

先导式高压气动开关阀的研制

研制成功了一种应用于高压气体动力系统的先导式高压气动开关阀。说明了阀的组成和结构设计特点；阐述了阀的工作原理；给出了阀的设计计算公式；研制的先导式高压气动开关阀能够满足高压大流量气动动力系统和气动回路的开关控制要求。     

比例阀控转向系统响应特性研究

为实现转向轻便性、安全性和舒适性,液压转向系统必须具有稳定性好、转向灵活和响应速度快等动态响应特性,即要求比例阀能够稳定、快速的换向和控制流量。基于此,利用AMESim和Simulink联合仿真分析了油缸在不同参数下的响应特性,研究了电液比例换向阀的阻尼孔直径对线控液压转向系统响应特性的影响。结果表明:阻尼孔直径在2~10 mm范围内,随着阻尼孔直径的增大,到达指定位置所用的时间越长,即响应速度越慢;阻尼孔直径在1 mm时,其超调量较大;阻尼孔直径在8~10 mm范围内,液压缸有小量的震动。     

某高速开关阀阀芯液压力影响因素研究

随着数字液压技术的发展,对高速开关阀的性能有了更高的要求,高速开关阀阀芯力学特性决定了其整体性能。建立了某高速开关阀的CFD模型。针对不同工作压差、不同工作温度、不同底座孔径、不同底座角度以及不同开口度的某高速开关阀内部流场速度场进行了分析。分析不同工况下某高速开关阀阀芯液压力影响因素,进一步研究了阀口开度、阀口形状、阀口压差、油液温度对该阀芯液压力的影响规律,为高速开关阀设计提供了理论基础。     

旁通式压力补偿阀流量控制回路的阻尼特性研究

首先阐述定量泵负荷传感系统的基本原理,以两负载为例介绍其回路组成,分析回路中各元件的作用。并以旁通式压力补偿阀流量控制回路为研究对象,绘制流量控制阀的简化物理模型,建立两串联阻尼孔和流量控制阀的动态数学模型,通过MATLAB分析串联阻尼孔的阻尼特性以及本身结构参数对控制油路压力变化的影响,并将阻尼孔长度与直径对油路压力的影响进行比较,最后针对阻尼孔防止油路压力振荡的特性进行仿真分析,为阻尼孔的参数控制提供设计依据。     

大型履带起重机起升过程中压力抖动问题分析与优化

以履带起重机液压起升系统为研究对象,针对起升过程中出现的压力抖动问题对起重机的动态特性进行分析,并提出了减小抖动问题的解决办法。首先基于AMESim软件建立履带起重机起升系统HCD模型,并进行仿真分析;同时通过改变平衡阀阻尼孔直径、马达切断阀压力设定值和液压容腔容积等方法进行实验研究,分析结果表明起升系统的液压抖动现象与变量马达压力切断阀的流量释放、平衡阀动态特性以及容腔容积等因素有关。仿真分析比较真实的反映了实际工作情况,优化方案和改进措施合理、有效,基本消除了该起重机的压力抖动现象。     

起落架缓冲器阻尼孔特性分析

当飞机着陆下沉速度较快时,油-气式缓冲器因快速压缩会引起缓冲器内部压力剧增和阻尼孔处产生射流现象。为减小缓冲器内部压力和油液流经阻尼孔的流速,以油液入口速度、阻尼孔的孔长、孔径和倒直角为研究对象,通过单因素法对各因素变化引起的缓冲器内压力和流速的变化特性进行分析。通过Fluent软件进行仿真计算,结果表明:油液入口速度越大,缓冲器内部压力和油液流速也越大;孔长对缓冲器内部压力影响较小,对阻尼孔中油液流速影响较大;随孔径减小,缓冲器内压力和阻尼孔中油液流速不断增大;倒直角对缓冲器内压力影响较小,但可降低阻尼孔中的油液流速。研究结果可为缓冲器的优化设计提供参考。     

基于AMESim的先导式溢流阀性能研究

基于先导式溢流阀的工作原理,采用AMESim建立该阀的仿真模型,以多个参数为因变量对先导式溢流阀进行研究,得到各参数与压力和流量之间的规律。结果表明,阻尼孔直径、弹簧刚度及溢流口直径等是影响先导式溢流阀性能的关键因素。该方法为先导式溢流阀结构的优化设计提供依据,而且为开展类似阀门特性测量试验提供帮助。     

某型发动机用减压阀性能建模研究

设计一种直接作用式波纹管减压阀,介绍其工作原理,基于计算流体动力学方法对其内部流场进行分析;运用力学方程、流量方程和连续性方程建立其数学模型,利用AMESim仿真软件对其静态特性进行分析,并通过试验验证仿真模型准确性;分析主要结构参数如主弹簧刚度、弹簧腔及反馈腔阻尼孔直径、阀芯直径以及阀芯及波纹管组件质量对其动态特性的影响。结果表明：增大主弹簧刚度、弹簧腔及反馈腔阻尼孔直径,均能改善减压阀的动态特性;增大或减小阀芯直径和阀芯及波纹管组件质量,对其动态特性影响较小,但阀芯直径的增大,会使得出口稳定压力也相应增大。     

基于遗传算法的多级主压阀动态特性优化

多级主调压阀作为自动变速器液压控制系统的关键元件,其动态特性直接影响系统的快速性、稳定性和控制精度。在对阀进行结构参数优化时,先凭借经验对参数逐个调整再通过试验验证的方法,效率低且不能保证阀的性能最优。根据多级主压阀工作原理建立了多级主压阀数学模型;搭建多级主压阀Simulink仿真模型,通过分析多级主调压阀各结构参数对阀入口压力动态响应特性的影响,选取弹簧刚度、弹簧预压缩量和阻尼孔直径作为待优化变量;利用MATLAB优化工具箱中提供的遗传算法与Simulink结合对多级主调压阀的动态性能进行优化,并搭建试验台进行试验验证。仿真和试验结果表明：优化后多级主调压阀静态特性良好,负载流量突增时主压压力降低现象得到了改善,响应时间短,动态性能好。     

基于AMESim卸荷溢流阀阻尼孔优化分析

为了优化卸荷溢流阀的动态性能,建立卸荷溢流阀模型,分析卸荷溢流阀在受到流量冲击时安全阀阀芯位移、安全阀出口流量、安全阀进口压力以及主阀出口流量变化情况,得出合理的阻尼孔直径,并在此基础上仿真分析流量平衡时各阀口的流量曲线。结果表明:阻尼孔直径值为1 mm时,易于卸荷溢流阀的性能平衡;各阀口受到流量冲击时,流量波动0.06 s后均趋于稳定。     

速度自控式管道机器人驱动调速单元数值模拟分析

在研究速度自控式管道机器人结构基础上,采用CFD技术对机器人驱动调速单元进行了流场分析,得到不同工况下驱动调速单元的压力场和速度场。分析了驱动调速单元中锥阀开口度变化对机器人行进速度的影响。结果表明:随着锥阀开口度不断加大,阀口处的流速逐渐变小,在阀口下游,由于空间变大,在管道中轴线两侧,产生了漩涡;高压区的压力变化不明显,次高压区压力逐渐降低,负压区的压力略有上升,锥阀下游区域压力逐渐上升,驱动调速单元两端压力差值逐渐变小。