一种新型水压节流阀的研制

本文分析了油压节流阀阀口结构型式对水介质的适应性，并根据水介质的特性，研制了一种新型的水压节流阀。该阀采用了具有多级节流口的新型结构以及耐蚀合金、工程塑料等新型工程材料。试验表明，所研制的水压节流阀工作性能良好。     

水压比例节流阀的稳态特性仿真分析

介绍了新型水压比例节流阀的结构及特点,建立了水压比例节流阀的稳态控制特性、稳态流量特性和稳态负载特性的仿真模型,并通过MATLAB/SIMULINK软件进行了仿真分析,确定了影响稳态特性的主要因素,并求出了位移起始电流、流量起始电流、死区和滞环等稳态特性指标.分析表明:水压比例节流阀的阀芯位移与输入电流之间具有良好的线性关系;水压比例节流阀的输出流量不仅与阀口型式有关,还受工作压差的影响;为获得良好的稳态特性,应对阀口的工作压差进行补偿或采用闭环控制方式.     

水压阀阀口流量系数的研究

因为水与油的理化性质不同，所以以海，淡水为工作介质的水压传动元件的设计不能按传统油压理论及实验依据来选择其系数。本文对多种型式的水压阀阀口流量系数进行了实验研究，为设计水压元件提供了基础实验数据。     

水压比例节流阀的滑阀静态特性仿真分析

介绍了新型水压比例节流阀的结构及特点,建立了水压比例节流阀的滑阀流量-压力方程.通过利用MATLAB/SIMULINK软件对滑阀的流量特性、压力特性和流量-压力特性仿真分析,得到了负载快进与工进时的阀芯位移范围.分析表明:在稳态情况下,负载流量与阀芯位移之间为线性关系,且负载快进时滑阀对负载流量的控制比负载工进时灵敏;当通过节流阀口的流量不变时,阀芯位移越大,滑阀的压力放大系数越小;当阀芯位移一定时,负载压降越大,通过负载的流量越小;而当负载压降一定时,阀芯位移越大,通过负载的流量越大;阀口开度越小,阀的流量-压力系数越小,阀的刚度越大,反之,阀口开度越大,阀的流量-压力系数越大,阀的刚度越小.     

水压圆周缝隙流动特性的仿真研究

对水压圆周缝隙的流动特性进行了比较全面的仿真研究，根据圆周缝隙在不同的几何条件以及边界条件下的流线、速度、压力以及气穴分布图，研究了其流线和气穴的变化特征，着重探讨了系统压力、圆周缝隙的叠合长度和阀芯倒角等参数对阀口流动特性变化规律的影响。仿真结果表明：随着阀芯和阀套的叠合长度增大，阀口的入射角会变小，气体体积最高比值有所下降；阀口倒角之后，流量会明屁增大，出口压力会有轻微下降，出口处气体的含量会有所上升，在圆周缝隙出口处有发生气穴的趋势；进口压力越火，圆周缝隙出口处气穴也越严重。这些结论对水压元件的设计具有直接的指导作用。     

先导式水压溢流阀静动态特性的仿真研究

结合水介质的特性及典型先导式油压溢流阀的结构,分析了先导式水压溢流阀存在的关键技术难题,在此基础上设计了一种新型的先导式水压溢流阀.针对关键技术难题,在结构上主要采取了如下措施:在溢流阀入口设置固定阻尼孔和二级节流主阀口以减小气蚀;在材料上阀芯采用奥氏体不锈钢,阀套采用铝青铜QA19-4增加阀的抗气蚀和抗腐蚀能力;阀芯结构采用异性结构保护重要过流阀口;阀芯上加组合密封件以减少泄漏和拉丝侵蚀.对改进后的溢流阀的静态特性进行了分析,并采用AMESim对溢流阀进行了建模,分析了不同参数对阀动态特性的影响.通过静动态分析,增强了溢流阀性能的可靠性.     

水压锥阀三维流场的数值模拟

建立了锥阀的三维几何模型,基于RNG K-ε湍流模型,采用SIMPLE算法对两种不同锥角的水压锥阀的三维流场进行了数值模拟分析,总结了不同操作条件下两种锥阀的流场特性。模拟结果显示,锥阀内有明显的双蜗旋流动,出口压力的变化对内部静压力影响显著,而对湍动能的影响则较小。     

二级节流的性能分析及其在水压阀中的应用

本文对二级节流的刚度特性和气蚀特性进行了理论分析,对以水作为工作介质时其流量压力特性进行了实验研究,并将其与一级节流进行了比较,实验结果表明这种节流形式比相同形状的一级节流具有更强的抗气蚀性能。最后,简要介绍了二级节流在水压阀中的应用。     

基于液动力的水压阀阀口设计及试验研究

水压电液比例方向阀是智能化液压支架的核心控制元件,非线性的阀口液动力是影响比例阀性能的关键因素。非全周开口的"锥滑阀"是水压比例阀常采用的结构形式,"锥滑阀"有先节流后密封与先密封后节流两种结构形式。分别建立了两种结构的三维流道模型并进行了网格划分,通过网格无关性验证选取了合适的网格密度。利用CFD仿真方法得到不同阀口开度、不同阀口压差下阀芯所受液动力变化曲线,结果表明:两种"锥滑阀"结构阀口液动力变化趋势相同,先密封后节流结构的阀口液动力要明显小于同等工况下先节流后密封结构的液动力。最后搭建了液动力验证试验系统,通过测量阀口流量和阀口压差间接验证了CFD仿真分析的正确性。     

直角阀座式水压锥阀空化射流特性数值模拟研究

为研究喷射流的漩涡空化,基于OpenFOAM平台使用VOF算法搭建可压缩的空化两相流的数学模型。对直角阀座式水压锥阀的空化射流进行三维动态模拟,并将瞬时空化结构、压力分布及节流系数与实验数据进行定量或定性的对比和流动特性分析。结果表明：喷射流的自由边界层诱发漩涡空化结构,锥阀阀芯锥形后沿处形成黏着型空化,而喷射流的壁面边界层未观察到空化现象;自由边界层空化结构的动态演变与漩涡结构的动态特性密切相关;流量特性曲线总体较为平稳,在空化作用下有轻微下降趋势;直角阀座处并不存在足以诱发空化的压降,阀芯表面的压力降梯度相对平缓,为漩涡空化分布及流量特性曲线的平稳趋势提供了合理解释;空化结构的动态演变过程揭示了漩涡空化与阀芯后沿的黏着空化存在明显的耦合。研究结果证明了水压锥阀内部空化喷射流动的动态特性,从流体力学的基础层面解释了空化诱发机制及相关效应。     

纯水节流阀口抗气蚀性能实验研究

介绍了纯水节流阀口和气蚀试验模型的设计,实验对比研究了异型纯水节流阀口和常用的锥形节流阀口的抗气蚀性能。在不同的流量、压力和阀口开度等实验条件下,研究了两种不同结构节流阀口的流量-压差特性;对在不同阀口开度和进口压力下阀出口压力脉动进行了频域分析,得出了其相应的临界气穴系数。实验结果表明：采用异型原则设计的纯水节流阀口较常用的锥形节流阀口流量-压差特性曲线的斜率小,即刚度大,临界气穴系数小,抗气蚀能力强,阀口两端能够承受更大的压差。     

复合节流调速回路特性数值仿真分析

对系统各元件进行动态分析,采用状态方程法建立复合节流调速回路数学模型。基于龙格-库塔法原理对回路特性进行数值计算与分析,并基于AMESim建立复合节流调速回路的仿真模型。获得进出口节流阀的面积比、液压缸外负载等参数对液压缸运动速度、进口及出口压力的影响规律。仿真所得结果与MATLAB数值计算结果一致。在不同外负载的情况下进行实验,验证了该回路中液压缸具有较好的速度刚度及稳定性。研究结果为复合节流调速液压系统的设计、优化提供了参考。     

插装式比例节流阀的动静态特性

插装阀具有通流能力强、结构简单、低泄漏等优点,广泛应用于高压、大流量场合。设计NG25插装式电液比例节流阀,介绍阀的结构和工作原理,建立数学模型。在SimulationX软件环境中,建立阀的多学科模型,分析阀处于开环和电闭环两种工作模式下的动、静态特性。通过仿真分析不同参数对阀性能的影响,调节并优化结构参数。研究结果表明:该阀控制精度高,具有良好的动、静态性能,满足设计要求。     

动座式节流阀阀口特性仿真与试验研究

结合水的理化性质,建立动座式节流阀阀口计算流体力学模型,对其水力特性包括流场、压力场、气蚀、流量压差特性、液动力特性等进行研究。在此基础上,研制一种新型的动座式水液压节流阀,该阀阀座台阶面上压力相等,使阀座所受轴向静压力得以平衡,采用伞状阀座有效补偿由于水冲击振动所引起的液动力;在流体经阀座进入阀芯的喷入口处,设计阀芯中杆结构,使喷出流体的液动力通过阀芯中杆传导在阀芯上,降低了液动力对阀座的冲击和侵蚀。采用Fluent软件建立相应的仿真模型,并就输入压力、阀芯锥角和阀口尺寸对系统动态特征的影响进行仿真分析,在此基础上搭建水液压试验台对仿真结果进行试验验证。研究结果表明:动座式节流阀阀口处压力迅速降低,开度越小,压降越大;二级阀口处压力变化大而低,易发生气穴现象;引流孔、合适的阀芯锥角及二级阀口结构可有效降低主阀口的工作压差及液动力,减少阀口的气蚀,能有效地提高节流阀的工作性能和使用寿命。     

双节流阀组合调速回路负载特性分析及实验研究

为解决传统的节流阀式节流调速回路的负载特性不足的问题,探索双节流阀组合调速模式,设计了双节流阀组合调速模块,对不同的双节流阀组合负载特性进行了理论计算,优化了调速回路的负载特性;同时,搭建了双节流阀组合实验平台,测试基于不同负载的两个节流阀节流面积任意组合时的油缸速度,利用MATLAB对实验数据进行分析,得到双节流阀组合的负载特性曲线,验证了双节流阀组合实验负载特性与理论分析相符。     

电液比例节流阀动态特性的试验研究

通过试验研究,对电液比例节流阀的性能进行测试分析,并与理论分析结果进行对比,验证数学模型的正确性.对电液比例节流阀动态流量测试的难点进行进一步研究,提出用被测电液比例节流阀与一阻尼短孔间的压力来替代难以检测的动态流量的方法,并从理论和试验两方面验证该方法的可行性.     

基于AMESim节流调速回路仿真及实验研究

推导出考虑液压缸泄漏的节流调速回路活塞运动速度表达式,基于AMESim建立了进油路的节流调速回路仿真模型,分析液压缸泄漏对节流调速回路速度-负载特性的影响,得到速度-负载曲线;利用QCS003C教学实验台进行实验验证,得出所建立的模型是准确的结论,为节流调速回路的进一步研究提供了理论依据。     

纯水液压控制阀的研制

简要介绍了研制纯水液压控制阀需要解决的关键技术难题,同时介绍了浙江大学流体传动及控制国家重点实验室所研制的三类典型纯水开关控制阀,并从工作原理、结构特点、材料选择及实际效果上进行分析。结果表明：所研制的纯水液压控制阀静动态特性较好,进行万次寿命实验后,主要零部件无异常现象,阀的稳定性好,性能可靠,接近现有同类油压控制阀的水平。     

不同节流阀口对液压制动系统调节性能的分析及仿真

介绍车辆自动液压制动系统的工作原理,利用AMESim仿真软件分析了3种节流阀口的动态特性,并为该系统的流控阀选择了三角槽形节流阀口;分析了三角槽形节流阀口结构参数对系统调节性能的影响。结果表明:三角槽形节流阀口的宽度和深度对系统调节性能的影响很小,而随着三角槽形节流阀口长度的增加,系统调节性能得到明显的改善。