插装式比例节流阀动态响应的影响因素

插装式比例节流阀系统中叠加了位移反馈环节构成电闭环控制,介绍插装阀的结构及其工作原理,并应用仿真软件Simulation X建立插装比例节流阀仿真模型。通过仿真模型分析了主阀芯面积增益、主阀控制腔体积、先导阀弹簧压力等重要的结构参数对比例节流阀动态响应的影响,从而优化节流阀结构参数,使比例节流阀具有主阀开关响应速度快、超调量小、稳态误差小等良好的动态响应特性。     

插装式比例节流阀多目标遗传算法结构优化

提出了插装式比例节流阀先导级结构参数优化设计方法。在插装式比例节流阀非线性数学建模的基础上,通过仿真研究了先导级结构参数的改变对整阀动态特性的影响规律。为提高设计效率,充分考虑了优化过程中各参数的约束条件。提出了基于多目标遗传算法的插装式比例节流阀结构优化方法,以提高其动态特性。对优化前后的整阀动态特性进行了验证。研究结果表明:基于优化设计方法设计的整阀动态特性显著提高。     

二位四通水液压换向阀的设计与试验研究

提出了一种新型的适用于大流量系统的插装式二位四通水液压电液换向阀,它用一个二位三通先导电磁球阀控制四个插装单元来实现二位四通的换向功能。通过实验研究了该阀的稳态压差-流量特性,内泄漏特性;以及复位弹簧、先导阻尼等因素对阀动态性能的影响。实验结果表明:该阀的静态性能良好;采用无缓冲头的阀芯、先导阻尼孔为3 mm时换向阀的动态性能较优;常闭阀芯带复位弹簧的情况下,阀的响应时间加快,动态性能得到有效改善。     

二通插装阀开关功能单元提高关闭速度的研究

本文介绍的是二通插装阀开关功能单元用液阻R_∑短路的办法,提高主阀芯关闭速度的研究。二通插装阀也称锥阀或逻辑阀。插装阀是由插装式主阀和相应的先导控制级组成的单一功能的二通式液压阀,如溢流阀、减压阀,节流阀和单向阀。     

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.     

双向线性力马达力阶跃响应特性的研究

针对提出的一种电液伺服阀用耐高压双向线性力马达,建立了基于瞬态电磁场理论的数学模型,通过有限元仿真分析了其力阶跃响应特性,并结合实验研究,对电压源和电流源两种驱动方式下的阶跃响应特性及成因进行对比分析。实验与仿真结果趋势基本一致,表明在电压源驱动方式下,电流和力阶跃响应时间分别为86 ms和108 ms;而在电流源驱动方式下,响应时间明显减小,电流和力阶跃响应时间分别为17 ms和33 ms。     

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。     

集成式PCM组合数字压力阀的设计和研究

设计了一种集成式PCM组合数字压力阀。该阀由二通插装式主阀和插入组合式数字先导阀组组成，具有结构紧凑、体积小、便于加工和维修等特点，在计算机实时控制的精度要求不是很高的电液系统中，可取代伺服阀或比例阀。     

锥阀及其基本回路

锥阀也称逻辑阀,是一种插装式的二位二通阀,是70年代出现的新型结构的液压阀。它由芯式结构或插装式结构的锥阀单元和控制盖板所组成。锥阀单元起通断控制作用,是油路的主要控制机构。盖板则对锥阀单元的动作进行控制,是先导控制机     

快速锁紧阀的动态响应分析

介绍了一种新型的快速锁紧阀,该机构由先导阀和主阀两部分构成,具有响应速度快、高压大流量、无泄漏的特点.首先,建立了快速锁紧阀的数学模型,并进行了线性化分析.其次,基于该模型,通过计算机仿真工具Matlab对其阶跃响应过程进行了分析.仿真结果显示,该新型快速锁紧阀具有非常好的动态特性,响应时间仅为9 ms.通过实验获得的阶跃响应特性曲线与仿真结果几乎完全一致,证明了锁紧阀的快速响应特性.     

插装式机载二维电液压力伺服阀实验分析

提出了一种用于某飞行器刹车液压伺服控制系统中的插装式二维电液压力伺服阀。其中电液伺服驱动模块由双余度力矩马达和二维活塞伺服机构组成,结构上双余度力矩马达与二维活塞伺服机构以及压力阀为同轴,实现了整个阀的插装集成。LVDT用于检测二维活塞的轴向位移,并与整个系统实现位置闭环控制。为对插装式二维电液压力伺服阀的静动态特性进行实验研究,设计出样阀,搭建其实验平台。实验结果表明:在系统压力18 MPa下,其滞环小于2.5%,压力跟随特性良好;由幅频特性可知,其幅频宽(-3 dB)超过40 Hz;由相频特性可知,其相频宽(-90°)超过40 Hz。相较于传统的航空上所用的压力伺服阀,该阀抗污染能力高,功率-质量比优势明显。     

挤压机节流调速系统的研究

以125MN挤压机为背景,针对用于125MN挤压机活动横梁速度控制的原有节流系统,存在阀的稳定性差,控制精度不高的缺点,提出一种以电液比例控制阀为先导阀并带位移传感器和压力传感器的新型大通径(80mm)水节流阀,对该阀阀芯位置控制原理、流量特性、控制策略以及先导阀-节流阀系统动态特性进行研究;并采用状态空间法建立了节流阀阀芯位移控制系统的数学模型,用Simulink对该模型进行仿真,得出该系统在输入为一阶跃信号下的节流阀阀芯的位移动态响应曲线和速度动态响应曲线,并分析该节流阀在实际应用过程中的动态响应特性;得出了节流阀阀心位置控制系统仿真模型的响应时间和超调量,以及在实际应用过程中的响应时间和超调量.     

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。     

基于GMA喷嘴挡板伺服阀的动态特性

提出基于GMA喷嘴挡板伺服阀的新结构,研制了GMM电－机械转换器及其喷嘴挡板伺服阀,分析其结构特点与需要解决的关键技术,建立动态数学模型。构建基于GMA喷嘴挡板伺服阀动态特性的试验系统,试验研究GMA喷嘴挡板伺服阀的阶跃和幅频响应特性,试验测得其阶跃响应上升时间为1 ms、幅频宽达680 Hz;将试验结果与仿真结果进行对比分析,两者基本吻合,论证动态数学模型的正确性。研究结果表明,用GMM设计新型电—机械转换器,可提高喷嘴挡板阀乃至整个电液伺服系统的频响和精度。     

二通插装阀的结构原理和功能分析

1引言作者在1984年所著的《二通插装阀控制技术》一书中曾引述了W·Backe关于“二通插装阀”是一种“单个控制液阻”的观点和相关的论述,同时首先把二通插装阀控制的基本技术特征描述为“先导控制、座阀主级和插装式连接”。随着二十年来对该     

先导式纯水溢流阀仿真与试验研究

针对具有高压引流和二级节流新型结构阀口的先导式纯水溢流阀进行仿真和试验研究,建立阀的AMESim仿真模型,分析先导阀导向间隙、阻尼孔直径、敏感腔体积、阀芯质量以及弹簧刚度等不同参数对先导式纯水溢流阀特性的影响,在纯水液压综合性能试验台上进行先导式纯水溢流阀的静动态试验,并对仿真和试验结果进行对比分析.仿真与试验结果表明,液阻直径是先导式纯水溢流阀最主要的影响参数,而阀芯质量变化的影响则基本可以忽略;在小于20 L/min的小流量工况下的定压精度较低,而大于20 L/min的大流量工况下的定压精度较高;阀的动态响应试验表明,入口压力超调量小于30%,并且压力上升时间小于80 ms.     

基于仿真离散数据的偏转板射流式伺服阀液动力计算方法研究

基于偏转射流式伺服阀工作机理,提出关于其动态特性分析及前置级液动力计算检测的问题。建立关于力矩马达、射流盘前置级以及功率滑阀三部分的完整伺服阀动态模型,确定前置级液动力的近似公式,并对整阀特性进行频率分析,验证了数学模型的正确性;建立伺服阀前置级内部的二维流场模型,并基于流场仿真所获得的离散数据,给出两种可用于计算稳态液动力的方法,即动量定理法和压差法,通过计算某型伺服阀的液动力,验证上述两种方法能够相互印证;设计并实现了一种双自由度的液动力测试平台,实现了对液动力的间接测试。结果表明,采用动量定理法和压差法计算得到的液动力值,与其近似计算公式以及试验结果一致,证明了提出的液动力计算方法与测试系统均具有可行性,为此类伺服阀的改进与优化提供了技术支撑。     

核电主蒸汽阀站中电磁先导阀的动态响应仿真研究

针对核电主蒸汽阀站中关键部件之一——大气释放阀前置隔离阀在实际工况中常出现响应超时的问题,采用数值仿真软件Fluent中的动网格以及用户自定义函数技术,对控制其启闭过程的电磁先导阀动态响应过程进行了研究。首先,研究了电磁先导阀中先导结构的动态响应过程以及阀杆的受力情况;然后,研究了电磁先导阀中主阀的动态响应过程以及主阀泄压时阀内的压力和速度分布情况;最后,综合两个动态过程,分析了电磁先导阀整阀的运动时间。研究结果表明,电磁先导阀的运动时间为8.5 ms,其中先导结构的运动时间占比较小,85%的时间集中在电磁先导阀主阀动作过程。该研究结果可对前置隔离阀响应时间的优化提供参考。     

先导式高速开关阀的优化设计与动态仿真

针对一种主阀为滑阀结构的先导式大流量高速开关阀控制腔面积的优化设计问题,首先对主阀芯进行了动力学分析,得到先导阀与主阀之间参数匹配的优化目标函数,依据该目标函数对一个具体的先导式大流量高速开关阀的控制腔面积进行优化设计。为验证理论优化的结果,基于AMESIM平台建立了该先导式大流量高速开关阀的精确仿真模型,通过动态仿真对控制腔面积进行优化,所得结果与理论分析优化的结果基本一致。研究结果表明,主阀芯换向时间与控制腔面积之间为非单调关系,存在一最佳控制腔面积使主阀换向时间最短。     

先导式水压溢流阀动态特性的仿真

对一种新型的先导式水压溢流阀进行了动态特性的建模和仿真研究,分析了多种因素对溢流阀动态特性的影响。仿真结果表明,先导阀尾端设置阻尼腔有利于提高先导阀的工作稳定性;在主阀口前设置合适的节流孔可降低主阀口的工作压差,减小阀口的气蚀,提高溢流阀的工作性能和使用寿命;主阀心上腔容积V12、先导阀入口容积V2、溢流阀入口容积V0对溢流阀的动态特性均有较大影响。