2D伺服阀矩形先导控制阀口气穴特性研究

为研究双自由度（2D）伺服阀先导控制阀口处气穴现象的影响因素及对阀芯稳定性的影响,运用Fluent软件中cavitation模型对2D伺服阀矩形先导阀口进行了气穴特性的仿真研究。研究表明,在出口压力低于1 MPa时,阀口处会出现气穴现象,且因气穴指数σ较小,故在弓形感受通道会出现气泡现象,出口压力高于5 MPa时,无明显气泡现象但阀口处的气穴仍然存在;随着入口流速增加,阀口内侧壁和外侧壁处气穴强度和分布范围增加;在出口压力0.1 MPa情况下,随着阀口开度增加气穴现象减弱。结果表明,2D伺服阀正常工作时先导阀口处会产生气穴,对伺服阀阀芯运动的稳定性产生干扰。     

2D阀先导级气穴特性的可视化实验

二维(2D)阀的阀芯具有周向转动和轴向移动的2个自由度,可实现先导控制和功率放大。其先导级阀口因节流会产生气穴,引起阀芯振动并伴有噪声,直接影响阀的稳定性。为研究2D阀先导级处气穴现象及其影响因素,开发了一套可视化实验装置,结合两相流仿真研究,验证了气穴现象与阀口开度、敏感腔体积、节流口形状、入口压力关系密切。结果表明：2D阀先导级高压节流口处的气体体积随阀口开度的增加而减少,直至消失;随入口压力增加,气体体积的变化近似呈线性增长趋势;随着敏感腔体积的增大而显著增加,平均增长速度达62%,且气体分布变得不规则;矩形节流口比弓形节流口处的气穴受入口压力等因素的影响较大,弓形节流口在入口压力增加时,气体体积增量仅为矩形的8%;同时发现,随着气体在感受通道内的扩散,气体边界从最初的类矩形变成多段不规则形状。     

基于CFD的组合阀口的流量与稳态液动力分析

该文利用CFD软件对组合阀口进行流场分析,得到组合阀口的流量特性和稳态液动力,为组合阀口的结构设计提供了参考。     

2D伺服阀矩形和弓形先导级气穴特性及影响因素

二维(2D)伺服阀因其阀芯集旋转和平移运动于一体,且具有先导控制和功率放大的特性,被广泛应用于航空、军工等领域的液压系统中。由于伺服阀先导级的节流口面积非常小,流体流经此处后会因压力骤降而产生气穴现象,将直接影响伺服阀的工作特性。利用Fluent软件,在不同的阀口开度、敏感腔体积、入口压力下,对矩形和弓形2D伺服阀的先导级阀口和流道进行了两相流仿真。结果表明:矩形和弓形先导级阀口均存在一个最佳开度,对气穴现象的抑制能力最强;矩形先导级结构内的气穴现象,受敏感腔体积变化的影响较明显;入口压力越大,敏感腔体积越大,气穴现象越显著,先导级内气体含量越多。     

2D数字伺服阀

2D数字伺服阀的阀体部分采用伺服螺旋机构将阀芯的旋转运动转换为阀芯轴向运动,实现伺服阀液压功率放大,并利用步进电机驱动阀芯在一定的角度范围内运动实现电-机械信号的转换作用。为了保证步进电机作为电-机械转换器具有较高的响应速度和定位精度,应用DSP设计了一种嵌入式数字阀专用控制器,对其进行闭环伺服控制,保证对输入信号的连续快速跟踪,以该控制思想设计的电-机械转换器实现了对步进电机的控制,其频响达200Hz以上。为了获得2D数字伺服阀的性能,建立实验平台对阀的性能进行实验研究。实验结果表明,2D数字伺服阀具有良性的静态特性,其分辨率和滞环皆在1%以内,2D数字伺服阀同时还具有良好的动态特性,在幅值25%的最大阀开口的正弦输入信号下,对应-3dB频宽约为130Hz。     

一种通径6的2D数字伺服阀的实验研究

对通径6的数字伺服阀的性能进行研究.首先阐明2D数字伺服阀的工作原理,其次分析其内泄漏的原因并进行理论分析.2D数字伺服阀为利用阀芯的双运动自由度原理设计而成的导控型阀,由于其采用的是螺旋伺服机构,使得两个自由度互不干扰,十分巧妙地实现了两级阀的功能.最后对其进行试验研究,实验结果和与国外阀的性能比较均表明2D数字伺服阀具有良好的动态性能,并且其内泄漏量很小.     

大流量2D数字伺服阀频率特性

介绍2D数字伺服阀的工作原理,其中阀用步进电机采用位置和电流闭环控制.对数字阀建立数学模型,并对数字阀频率响应进行实验研究.实验结果表明:2D数字伺服阀具有良好的动态特性和阶跃响应特性,在幅值25%的最大阀开口的正弦输入信号下,幅值为-3dB对应的频宽约为80Hz,阶跃响应时间约为9ms.     

2D伺服螺旋阀芯大行程位置控制的分析研究

2D伺服螺旋数字阀作为先导控制大流量高频响的换向阀,结构上利用2D阀的阀芯的双自由度运动,阀芯由步进电机驱动旋转,通过高低压孔的开口通断来改变敏感腔的压力,从而推动阀芯轴向运动。大流量高频换向阀的小阀芯与2D阀的阀芯由球头刚性连接,获得所需的大行程,驱动主阀芯运动。基于MATLAB建立2D阀的数学模型,该模型的仿真结果能较为准确地描述2D阀的动静态特征。     

大流量2D伺服阀的研究与设计

为实现伺服阀的大流量,采用了2D阀的结构方案.2D阀利用伺服螺旋机构将阀芯的旋转运动转化为阀芯的直线运动,从而实现伺服阀的液压功率放大.采用步进电机作为电-机械转换器来驱动阀芯转动,为使阀芯获得较大的扭矩,采用了较大的传动比.设计了零位保持机构保证了伺服阀工作的稳定性和零位调节的精确性.对伺服阀的阀芯进行了力学分析,并建立了数学模型.最后利用MATLAB进行了仿真研究,仿真结果理想,符合设计要求.     

关于滑阀与锥阀中稳态液动力方向的比较分析

通过对滑阀与锥阀所受稳态液动力方向的分析,明确了稳态液动力对两种阀芯的作用并非通常认为的使阀口关闭的趋势;对于内流式锥阀与外流式锥阀和滑阀不同,其稳态液动力有使阀口开启的趋势.     

双喷嘴挡板伺服阀前置放大器的流场分析

运用FLUENT软件对伺服阀双喷嘴挡板级进行了三维流场分析,获得了不同喷嘴挡板距的控制压力和恢复流量,运用二次函数拟合得到控制压力与恢复流量的数学模型,并分析了喷嘴挡板内部流道对伺服阀性能的影响。     

1000 L/min 2D伺服阀实验研究

2D伺服阀采用伺服螺旋机构实现阀芯的角位移转换为阀芯的轴向位移。采用2D阀的结构方案实现了1000 L/min大流量阀的设计。采用步进电机作为电 机械转换器,并采用位置和电流闭环来驱动阀芯转动。为了实现步进电机输出角位移连续可控采用了步进电机连续跟踪算法的控制方法并在步进控制中引入脉宽调制控制技术,并以此为基础搭建了试验平台,设计了以TMS320F2812作为CPU的2D伺服阀控制器。在分析该阀的结构和工作原理基础上,对该阀频率响应进行实验研究。实验表明：该阀具有良好的动态特性,在幅值为25%阀满开口的正弦信号输入下,相位滞后90°对应的频宽约为50 Hz 。     

2D数字伺服阀的简介

该文主要阐述了2D数字伺服阀的结构原理及工作原理,建立了电—机械转换器的数学模型,设计了2D数字伺服阀控制器。为了获得电—机械转换器及样阀的性能,对其进行了实验研究,实验结果表明,该电—机械转换器具有良好的频率特性,对应-3dB、-90°的频宽约为250Hz;2D数字伺服阀具有良好的静态、动态性能,其分辨率与滞环皆在1%以内,阀在25%满量程正弦输入信号下,对应-3dB、-90°的频宽约为130Hz。     

大流量2D伺服阀的设计与实验研究

介绍了一种2D结构的大流量伺服阀的工作原理,通过理论分析和产品样机试验,研究该阀的泄漏特性、空载流量特性以及阀芯运动过程的动态特性,并结合试验数据阐述了大流量2D伺服阀设计中需要注意的问题.该阀在单边压降为3.5 MPa时,流量可达到1000 L/min,并且具有良好的动态特性,且频宽约为120 Hz.     

可控震源液压伺服阀滑阀流态扰动规律研究

可控震源作为一种高效、环保、安全的勘探装备,已广泛应用于石油天然气勘探。随着地质勘探精度要求的提高,对可控震源输出信号精度的要求越来越高。而由于液压伺服阀滑阀内存在湍流扰动,导致液压系统压力波动,降低了对动作机构的控制精度,影响了输出信号的品质。利用FLUENT软件研究液压伺服阀滑阀内的流态扰动规律,分析表明湍流扰动的增加速率在阀芯刚打开时为最大值,但积累量小扰动不明显,滑阀内部流场呈环向轴对称分布。随着阀口开度逐渐增大,积累量逐渐增加,内部流场达到充分湍流状态。对阀体结构进行优化,结果表明当阀套开孔直径为12 mm时,湍流扰动最小,有利于提高输出信号精度。     

大流量数字阀伺服螺旋机构的仿真研究

大流量数字阀的前置级采用伺服螺旋机构,它将阀芯的旋转运动转换为轴向运动,实现伺服阀液压功率放大.通过建立伺服螺旋机构 数学模型,着重研究不同结构参数下其对伺服阀动态性能的影响,以指导实际产品的设计工作.     

射流管伺服比例阀前置级流量的影响因素研究

射流管喷嘴与接收器之间的流场存在淹没射流等复杂的流动情况,导致流场特性不易预测。在喷嘴形状为矩形的情况下,通过对矩形接收孔和圆形接收孔的射流管伺服比例阀前置放大器进行流场数值仿真,得到了喷嘴位移、接收孔与喷嘴的重合面积、射流管入口压力以及负载对先导级流量的影响。通过比较,发现先导级流量与射流管入口与出口的压差的开方成正比关系,喷嘴位移、接收孔与喷嘴的重合面积以及负载大小对先导级流量的影响较小。建立了射流管流场的等效液压桥路,推导出了先导级流量的方程,并通过泰勒展开式分析了影响先导级流量的因素。提出了流量接收率的概念,并分析了流量接收率对先导级流量的影响。     

插装式2D电液比例流量阀的特性研究

电液控制元件的插装化是目前移动式液压控制系统的主流发展趋势。现有的2D比例阀面向传统工业液压领域,其受到液压桥路以及压扭联轴节结构限制,无法实现插装化。提出一种新型插装式2D电液比例流量阀的结构原理,在电-机械转换器与半桥式2D阀本体之间引入双向滚子联轴节,以此实现力传递、阀芯位置反馈和阀芯直线-旋转运动的转换功能。基于线性理论推导了阀的特性方程,并利用Nyquist判据判定了阀的工作稳定性;为实现优化设计,建立基于AMESim、ADAMS和Matlab/Simulink平台的联合仿真模型,研究诸关键结构参数对动态特性的影响。最后设计并制造了样机,搭建了滚子联轴节和插装式2D阀的试验台架,研究联轴节的静动态特性及阀样机的空载流量特性、负载流量特性、泄漏特性以及频响和阶跃特性等。试验结果表明样机具有良好的工作性能。当预载荷为40 N时,联轴节的最大输出扭矩为2.3 N·m,输出角位移为0.42°,滞环为5.25%,响应时间为32.5 ms;当供油压力为12 MPa时,阀样机的空载流量为61.5 L/min,滞环为6.32%,阶跃时间为68.5 ms,幅频频宽为19.7 Hz,相频频宽为22.1 Hz。研究表明,插装式2D阀具有较好的静动态特性,是移动式电液控制系统流量控制阀的一种较理想解决方案。