伺服阀动压反馈网络流体建模与辨识分析

动压反馈网络是抑制液压伺服系统阻尼比的最关键装置之一。目前其时间常数τ基本按湍流模型进行设计，实际机理并不清楚，造成动压反馈式伺服阀的试验结果与理论结果偏差较大。为了提高时间常数τ的设计精度，提出了一种新的建模方法。在低频段，建立基于层流模型参数τ的设计方法；在高频段，通过黑箱辨识方法建立时间参数τ的线性模型。仿真与试验结果对比表明，该设计方法能够大大提高伺服阀建模的准确性，从而为伺服阀动压反馈网络设计奠定理论基础。     

拖拉机电液比例提升阀静态特性仿真与试验

电液比例提升阀由定差溢流阀和二位三通比例节流阀组成。定差溢流阀使节流阀两端压差稳定,从而稳定提升阀的输出流量。在对比例提升阀建立静态仿真模型时,由于定差溢流阀与节流阀的阀芯节流口形状和流动状态较复杂,使用传统的液动力公式难以准确计算阀芯所受的稳态液动力,从而影响阀的静态性能计算精度。为了准确地通过计算获得比例提升阀的静态特性,采用Fluent软件进行流场仿真计算节流阀与定差溢流阀在不同阀口开度和压差下的稳态液动力数值,并对其进行插值处理得到阀口稳态液动力与阀口开度、压差之间的插值模型,再代入仿真模型中解得比例提升阀的静态性能。试验结果表明,稳态液动力采用流场仿真插值法所获得的静态性能仿真结果与试验结果具有很高的吻合度。     

基于动网格技术的减振器流通阀片仿真分析

液力减振器流通阀片与减振液间的微观、高频的流固耦合作用机理非常复杂,决定着液力减振器的阻尼特性和异响发生。为深入分析这种流固耦合作用机理,文章建立了液力减振器流通阀片的力学模型,采用ANSYSCFX软件并结合其动网格技术,对液力减振器流通阀片在正弦进口速度载荷条件下的动力学特性进行仿真分析,得到了减振器流通阀片的振动特性,并进行了减振器噪声台架试验。结果表明,采用动网格技术能够较好地实现液力减振器流通阀片的仿真分析和计算。     

负载口独立控制系统的节能边界

为了找寻负载口独立控制系统的极限节能边界,并明晰其节能机理,建立传统阀控系统和负载口独立控制系统的静态效率与静态能耗模型,利用归一化处理使模型转化为无量纲形式.选取与传统阀控系统可比拟的2种工况,即同泵源压力和同阀口开度,在负载口独立控制系统处于节能极限时(出油阀口全开)进行对比.仿真分析不同工况下2种系统的静态效率与...     

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。     

P-Q伺服阀及力控制系统的键图建模

本文介绍了P-Q伺服阀的结构和工作原理,在着重分析了伺服阀各部分的流量方程和力(矩)平衡方程基础上,运用键图对伺服阀进行建模。采用P-Q伺服阀控制的电液力控制系统具有很多优点,建立其系统键图模型,并通过仿真分析和试验对比,验证了P-Q伺服阀及电液力控制系统的键图模型是正确的。     

地铁车辆空重车阀仿真分析及研究

介绍了空重车阀的结构特性与工作机理,运用AMESim仿真软件对其进行建模仿真,并对实物进行试验研究,将试验数据与仿真结果进行分析对比,验证模型的正确性。重点分析关键部件阀芯弹簧刚度和预紧力、输出压力孔径变化等设计参数对空重车阀输出压力的影响规律。最后,通过优化设计参数研制出性能优异的空重车阀,并验证了优化后的产品试验数据与仿真结果的一致性。     

液压约束活塞发动机配流系统的优化设计

液压约束活塞发动机是一种新型液压动力系统,配流阀系统是其中不可缺少的重要元件。对配流系统进行最优化设计,可大幅度地缩短系统设计周期,改善设计方案,从而达到提高整机产品质量的目的。基于最优化技术,采用对容积效率和阀的寿命线性加权的方法,得出了总目标函数,建立液压约束活塞发动机配流系统的优化模型。通过Matlab语言程序对其进行优化设计,对优化数学模型进行求解。对优化前后的结果进行分析,优化后吸入阀和排出阀的冲击力分别下降了48.77%和44.50%,优化后的容积效率提高了10.06%。计算结果表明,所采用的算法是可行的、有效的。对此系统的出水阀压力和流量随转速、油门的变化关系进行试验研究,将试验结果与仿真结果进行对比,仿真结果与试验结果非常接近,误差在6%以内。从而验证了液压约束活塞发动机阀式配流系统优化模型的正确性与精确性。     

基于AMESim的自动液力变速器高速开关阀动态仿真研究

以某型自动液力变速器高速开关电磁阀为研究对象,针对建模和开关阀部分主要参数对响应特性的影响进行了研究。分析高速开关阀的工作原理,建立了机械、电路和磁路数学模型,运用AMEsim软件建立了高速开关阀仿真模型,并分析了线圈匝数、励磁电压、介质压力等参数对高速开关阀位移响应的影响。仿真结果与性能检测试验数据对比表明,仿真模型能够比较准确地描述开关阀的动态性能,为高速开关阀特性和参数优化的研究提供理论参考。     

CDC减振器阀片热变形建模研究

阀片变形极大地影响了减振器的阻尼特性,提高阀片变形量的计算精度,可进一步精确分析CDC减振器的阻尼特性。根据热弹性理论和大、小挠度理论,推导了环形阀片任意半径处的变形解析解,从而建立了温度-压力复合作用下的阀片变形数学模型,开展了温度场和静力学仿真验证,基于Simulink搭建了考虑阀片热变形的CDC减振器阻尼力的数学模型,并将仿真结果与实验结果进行对比。结果表明：阀片变形解析解与仿真结果误差在5%以内,阻尼力模型仿真结果与实验结果误差在10%以内。该阀片变形数学模型和阻尼力模型均提高了减振器阻尼特性的计算精度,为阀片变形计算和减振器阻尼特性的研究提供了理论基础。     

节流口结构对超高压插装阀液流特性的影响

超高压是液压系统未来发展的方向之一,因此分析超高压液压元件的性能非常重要。针对DN25超高压插装阀3种不同阀芯节流口结构的液流特性进行了分析。以Fluent软件为平台,建立了3种不同节流口结构的DN25超高压插装阀流场有限元模型,结合阀口的节流特性分析了流体的速度场和压力场,得到了不同阀口开度下的流量以及阀芯所受液压力,为超高压插装阀结构设计提供了理论基础。     

自增强超高压阀体设计

分析了当前超高压阀体设计过程中面临的问题,介绍了自增强在高压设备设计中的优点,按第四强度理论,运用现有设计方法和自增强方法,对103.5 MPa超高压阀体壁厚进行设计与计算。计算结果表明:自增强处理后的阀体在结构上得到了明显的改善,阀体应力分布较均匀,提高了材料的利用率。为超高压阀体的设计提供了理论依据。     

超高压截止阀阀杆轴向密封力的分析

阐述了超高压截止阀在不同密封型式下轴向力的计算及其确定并加以论证,分析了超高压截止阀的密封机理和密封面加工精度对截止阀轴向力的影响以及密封副材料的选用。     

超高压大流量比例插装阀测试方法

针对超高压大流量比例插装阀测试技术问题,以DN130位移随动式超高压大流量二通比例插装阀为对象,考虑该阀测试需针对超高压(70 MPa)、大流量(8 000 L/min)的特殊工作要求,设计了超高压试验台和高压大流量试验台。根据行业测试标准制定耐压特性和动静态特性测试方法,试验台流量无法满足测试需求时,采用基于模型的仿真预测方法进行性能检测。试验结果表明了该阀具有良好的耐压性能、流量增益特性、滞环特性、线性度特性、重复精度特性以及动态特性,为超高压大流量比例插装阀的设计测试提供了工程基础。     

动态压差控制阀流场及流量控制特性研究

针对变流量加热及冷却系统水力和热力失调的问题,设计一种动态压差控制阀.基于计算流体力学(CFD)方法,建立不同阀芯开度下动态压差控制阀三维流道模型.对比研究了不同阀芯开度下阀内流场分布以及流量变化,得出了动态压差控制阀在不同阀芯开度下阀内压降曲线的变化规律、阀芯节流口处速度曲线及湍动能曲线的分布规律,拟合了阀门出口流量...     

压力控制元件的最大可控压力研究

提出了压力控制元件的最大可控压力概念，以缝隙流动理论为基础导出了最大可控压力数学模型，经少量合理的简化得到其无因次数学表达式。讨论了主要参数对最大可控压力的影响。建立的最大可控压力概念及其数学表达式对于流体压力控制元件的研究、压力控制可靠性等有一定的理论价值，尤其对于超高压、高水基压力控制元件研制具有实际的指导作用。     

Development of a novel rotary flow control valve with an electronic actuator and a pressure compensator valve for a gas turbine engine fuel control system

This paper presents a new rotary proportional flow control valve with Cam-Nozzle configuration. The rotating cam against the fixed nozzle changes the flow area and then can meter the fuel flow. This valve equipped with a pressure compensator plunger type valve to retaining constant pressure difference across the flow control or metering valve. The cam shaft directly coupled to an electronic servomotor type rotary actuator and then it is possible to apply digital control techniques such as pulse width modulation (PWM) in this control system. This new valve configuration is developed for an electro hydro mechanical fuel control system in a gas turbine engine. In addition to aero engine application, this type of flow metering valve can widely be used in industrial hydraulic systems. In this unit, the output flow is proportional to the cam's angular position (or throttle command) and it is not sensitive to pressure fluctuations at nozzle inlet and outlet. The aim of this new design is to modify a manual single adjusted hydro-pneumatic fuel control unit to obtain a new electro-hydraulic fuel control system for a gas turbine engine. The main innovations in the presented fuel metering unit include new design of the rotary valve opening shape (Cam-Nozzle) without metal to metal contact, use of a rotary electronic actuating mechanism and also direct coupling between the actuator and the rotating cam. The increased fuel metering precision in the new flow control valve has improved the ultimate control accuracy of system. A computer simulation software based on the proposed model, is performed to predict the steady state and transient performance and to analyze effect of important design parameters on valve outlet fuel flow and obtain the final design parameters. The validity of the proposed valve configuration is assessed experimentally in the steady state and transient modes of operation. The results show good agreement between simulation and experimental in both modes (max. 4% deviation).     

负荷传感出口压力补偿回路的阻尼特性研究

以负荷传感多路阀为研究对象,分析其出口压力补偿阀的工作机理以及补偿阀中旁通阻尼孔的作用,建立出口压力补偿阀阻尼特性的动态数学模型,分析其阻尼特性,研究阻尼孔结构尺寸对补偿阀工作腔压力波动的影响,为补偿阀及其阻尼孔的设计提供理论依据。     

调节阀附加耦合负载的形成机制

舰船执行复杂战术动作时,舰船调节阀承受着流体振荡导致的附加耦合负载,导致阀门动作异常,危及舰船安全.为了保证舰船调节阀在调节过程中的安全及可靠,基于ANSYS Fluent建立了调节阀的有限元模型,分析舰船突变工况下调节阀的阀芯轴向受力及流体压力,讨论调节阀在不同的阀芯移动方向和不同阀门入口压力下的阀芯负载变化,揭示舰...     

二通插装阀非线性动力学行为

为研究二通插装阀主阀芯在压力脉动条件下开启过程中的非线性振动问题,考虑管道容积效应,建立了插装阀主阀芯动态过程的非线性动力学模型,利用MATLAB/Simulink进行了数值仿真。首先根据模型中油源压力不存在脉动项和存在脉动项两种情况,通过时域图以及相图研究了插装阀主阀芯的开启特性;然后,在考虑油源压力脉动的条件下,分析了油源的不同压力等级对插装阀主阀芯动力学行为的影响;最后,针对不同管道长度,研究了管道长度对插装阀主阀芯动力学行为的影响。结果表明：油源压力脉动会引起插装阀主阀芯出现振动行为;在相同油源压力脉动条件下,随油源压力增大,主阀芯振动行为减弱,不易发生碰撞行为;泵出口到阀组间管道长度越长,主阀芯越容易发生非线性振动行为,并伴随着阵发性振动行为的产生。研究结果为探究大型插装阀的失稳机理提供了理论依据。