往复泵自动锥形阀运动规律的新模型与仿真

针对阿道尔夫往复泵泵阀精确运动微分方程在泵阀开启瞬时存在奇点的不足,综合考虑了液体可压缩性与泵阀运动的魏氏效应对液缸内液本连续流条件的影响,并考虑泵阀运动的动力特性,建立了描述往复锥形阀运动规律的精确运动微分方程,它是关于液缸内液体压力、泵阀升程与泵阀运动速度的一阶常微分方程组。该微分方程组在泵阀的整个运动周期内都不存在奇点。本文应用数值微分方法建立了泵阀运动规律的仿真算法。     

基于动网格的液压锥阀动态特性研究

采用动网格技术建立了液压锥阀动态特性分析的三维数值模型,基于该模型对液压锥阀在弹簧力及流体力作用下的开启过程进行了仿真。分析了不同弹簧刚度下,液压锥阀开启过程流量和瞬态液动力的变化情况;对比了仿真得到的稳态流量、稳态液动力与理论计算结果,仿真值与理论值较吻合;得到了弹簧刚度对液压锥阀开启过程中阀芯位移、速度以及加速度的影响规律。仿真结论可以为液压锥阀的设计及优化提供依据。     

直流线性压缩机吸气簧片阀运动特性数值分析

直流线性压缩机是节流系统的关键驱动部件,吸气阀片运动特性对压缩机的输出性能具有重要的影响作用。基于试验室液氦温区节流系统用直流线性压缩机,本文开展阀片静力学应力分析及动力学运动特性研究工作。建立氦流体、阀片、升程限制器数值仿真模型,研究了阀片在吸气过程中阀片升程、速度和表面应力随时间的瞬态变化特性,得到阀片在工作中的运动和碰撞过程规律,分析了不同阀片刚度K对减小颤振、降低回流损失的影响。本文的研究内容对优化阀片结构及提高线性压缩机输出性能提供了参考。     

往复泵水头损失及空化现象的数值仿真优化

为减轻往复泵的水头损失及空化现象，以提高吸入性能，根据魏斯特法尔理论分析了泵阀运动特性，基于阀盘结构和活塞冲次等参量，提出了水头损失和空化量的优化模型。采用Fluent动网格技术进行动态数值模拟，分析了各参量对吸入过程水头损失和空化现象的影响及其发展过程，优选出了最佳阀盘结构参数和活塞冲次，可有效减小液缸内的水头损失，降低因阀盘开启滞后而产生的空化现象，改善泵的吸入性能和汽蚀现象。得出了往复泵吸入过程水头损失最小、活塞端面的空化量最小时的阀盘锥角及最优的工作冲次，为往复泵的吸入特性研究提供了参考依据。     

压裂泵凡尔阀动态排液性能仿真研究

针对凡尔阀关闭滞后引起泵排量减少及凡尔阀开启阻力过大使排液性能变差等问题,在虚拟试验中,以某型压裂泵的凡尔阀为研究对象,利用系统性能仿真方法建立压裂泵液力端仿真模型,对压裂泵排液动态特性进行仿真。研究了弹簧刚度、阀盘质量对泵排出流量的影响及弹簧刚度、阀盘质量、阀座孔径对泵排出压力的影响。结果表明：泵排出流量、排出压力受阀座孔径影响较大而受弹簧刚度和阀盘质量影响较小;在各弹簧刚度和阀盘质量取值下泵的平均排出流量均在4000 L/min左右,平均排出压力均在140 MPa左右;泵的瞬时排出流量和瞬时排出压力随弹簧刚度、阀盘质量的增大而增大,随阀座孔径的增大而减小。研究结果对于优化凡尔阀设计,提高压裂泵排液性能具有重要的参考价值。     

球阀与阀组结构参数变化规律的分析研究

基于FLUENT软件的动网格技术,将湍流模型与多相流技术相结合,通过计算与分析球阀阀组的结构参数对转子泵出口球阀的运动特性及球阀内部流场特性的影响规律,给出了阀球运动参数的变化曲线和球阀内部流场的分布云图。阀座半锥角小于45°时,阀球速度、升程变化较大,阀隙最大流速较小且变化较快,大于45°时,阀球速度、升程、阀隙最大流速变化较接近。阀球上下表面压差随阀座半锥角的增大而增大,且阀座半锥角大于45°时,阀球上下表面压差随介质气液比的增大明显减小。阀座入口直径增大,阀球速度、升程及阀隙最大流速变小。阀球速度随时间函数呈现先增大后减小趋势;但当介质气液比增加到0.8、0.9时,阀球速度则呈现先减小后增大趋势;随介质气液比的增大,阀球速度、升程变化梯度和阀隙开度减小,阀隙最大流速增大。气液比小于0.5时,流量系数缓慢变化,超过0.5时,流量系数发生突变,甚至于在超过0.65以后,流量系数急剧变化超过1.0。     

单气室变截面空气弹簧刚度特性及影响因素分析

研究膜式空气弹簧的刚度特性,分析影响膜式空气弹簧刚度的因素。活塞形状是影响膜式空气弹簧的主要因素,不同的活塞形状对应着不同的刚度特性。膜式空气弹簧的刚度特性没有统一的标准,每种活塞形状都有相对应的刚度特性。基于膜式空气弹簧的这种特点,推导出曲线回转体空气弹簧的刚度公式。其中,活塞作用高度与空气弹簧位移的关系是推导单气室变截面空气弹簧刚度特性的关键因素,提出分段推导活塞作用高度与空气弹簧位移关系的方法。在建立单气室变截面空气弹簧的模型过程中,分析活塞结构尺寸变化对单气室空气弹簧刚度特性的影响。在空气弹簧基本结构尺寸确定的条件下,活塞内锥角和活塞高度变化是影响单气室变截面空气弹簧的主要因素。     

往复泵阀运动规律的研究

指出了往复泵阀运动规律推导过程及定义阀开启滞后角、滞后升高存在的问题．分析了产生问题的原因。对往复泵考虑魏斯特法尔现象时阀的运动进行了研究，得到阀的升程、速度、加速度运动规律，魏斯特法尔现象影响阀关闭时的滞后升高，但不影响阀开启滞后角。     

往复式压缩机气量无级调节过程中进气阀的动态研究

根据大型往复式压缩机顶开气阀气量无级调节系统的基本原理,建立气量无级调节系统作用下,压缩机进气阀自动阀工作方式时的阀片的运动微分方程以及气体流动的微分方程,分析阀片升程、阀隙马赫数、执行机构作用力撤销时刻对气阀动态过程影响;利用液压机械仿真平台AMESim,对执行机构控制下的阀片运动过程建立仿真模型,对其运动规律进行仿...     

“对往复泵自动阀设计计算方法的分析探讨”的讨论意见

本文主要针对“对往复泵自动阀设计计算方法的分析探讨”一文(见《化工与通用机械》1976年第10、11、12期,以下简称(《探讨》),提出一种在不忽略阀惯性力影响的条件下,使阀运动微分方程得以简便求解的新的分析和处理方法。     

电比例斜盘式恒压柱塞泵的联合仿真与特性研究

为了研究电比例斜盘式恒压柱塞泵的动静态特性，在分析其工作原理、运动特性和流量特性的基础上，利用SimulationX软件搭建恒压泵的机械、液压联合仿真模型进行研究，分析了变量缸大小腔直径比、变量缸弹簧刚度和主控压力阀的阀芯直径对恒压泵动态特性的影响。研究结果表明：电比例斜盘式恒压柱塞泵泵具有良好的动静态特性；主控压力阀阀芯直径越大，压力稳态值越接近设定压力值；弹簧刚度的增大和变量缸大小腔直径比值的减小都会提高恒压泵的动态响应速度，但超调量也会随之增大。     

往复式压缩机进气阀优化设计方法研究

目前压缩机气阀的设计大多数是按照已有设备进行经验设计,定量设计研究比较少。本文结合使用CFD软件模拟的方法对压缩机气阀弹簧刚度进行优化设计。文中首先对压缩机的吸气过程进行了三维的瞬态模拟,其中阀片运动规律由编写的UDF函数定义,最终得出气缸内部的流体状态以及气阀的运动规律,结果更加实际准确。在此基础上对一组弹簧刚度进行模拟,得出气阀运动规律与弹簧刚度的关系,在兼顾压缩机的寿命与效率的情况下,得出最优的弹簧刚度。这对于压缩机气阀的设计等具有指导性的意义。     

往复压缩机流量调节装置不同运动规律下三维流场仿真研究

针对流量调节装置改变吸气阀阀片运动规律,进而造成往复压缩机内部流场复杂多变的问题,采用基于CFD的流体分析软件FLUENT对往复压缩机三维模型在不同流量调节装置背压、复位弹簧刚度工况下进行内部流场仿真模拟,从而得到运动部件运动规律、压缩机内部动态压力及压缩机示功图等.研究结果表明,不同流量调节装置影响往复压缩机吸气阀撤...     

Dynamic Modeling of Floating Valve Plate Motion in an Axial Piston Pump

The objectives of this study were to analytically and experimentally investigate the motion of the floating valve plate in an axial piston pump under various operating conditions. To achieve the objectives of the analytical investigation, the equations of motion for the valve plate were coupled with a time-dependent lubrication model. The balance pistons that support the floating valve plate were represented by equivalent spring and dashpot systems. The system of equations was then solved using the Runge-Kutta and the control volume finite difference methods to determine the pressure, film thickness, and motion of the valve plate for various operating conditions. To achieve the experimental objectives, a previously developed axial piston pump test rig was instrumented with proximity probes to measure the motion of the valve plate. The stiffness and damping of the balance pistons supporting the floating valve plate were determined using the impact and frequency response methods. Using the experimentally determined stiffness and damping coefficients in the coupled dynamic lubrication model, the analytical and experimental results of the valve plate motions were compared. The model was then used to conduct a parametric study to determine the overall system stiffness and damping coefficients during pump operation. Using the stiffness and damping coefficients from the parametric study in the dynamic lubrication model, the pressure, film thickness, and motion of the valve plate were calculated for various operating conditions. The experimental and analytical displacements of the valve plate were then corroborated and found to be in good agreement.     

PQ控制变量泵比例换向阀参数对压力特性的影响仿真研究

针对电液比例压力流量控制轴向变量柱塞泵,利用AMESim软件建立其整体模型。对该变量泵压力特性进行了仿真研究,并重点考察了电液比例换向阀参数的变化对泵压力特性的影响。仿真结果表明,电液比例换向阀的弹簧刚度和弹簧预紧力的设定值越大,变量泵输出压力的稳态值也越大;在避免比例换向阀的阀芯质量过小基础上,尽量减小阀芯质量,并设定适当大小的阻尼孔孔径和阀芯直径,可减小输出压力的超调量,改善变量泵的工作品质。     

恒压变量斜轴泵联合仿真模型及特性分析

恒压斜轴式变量泵排量大，压力高，广泛应用于工程机械、冶金机械、矿山机械和船舶等的液压系统中。其基本原理是通过设定先导比例溢流阀压力，缸体摆角自动调节，使泵出口压力与先导溢流阀设定值相同。在理论分析的基础上，采用SmulationX软件，构建了变量泵液压与机械的联合仿真模型，对比例变量恒压柱塞泵静态及动态输出压力流量特性进行分析，研究变量弹簧对动态特性的影响。仿真结果表明：恒压变量泵压力和流量特性稳定，变量弹簧刚度越大，恒压泵响应越快。该研究可为高性能液压泵元件的设计提供指导。     

永磁弹簧与永磁弹簧机构研究进展综述

介绍了磁学理论、永磁弹簧机构的原理和基本构成。阐述了永磁弹簧机构的研究现状,包括磁性材料、外部环境、结构参数对永磁弹簧机构性能的影响等;介绍了永磁弹簧机构在电流作用下产生直线往复运动时的应用情况,包括电磁阀、电磁泵、电磁往复直线执行器、永磁式离合器等;分析了永磁弹簧机构在支撑和减振领域的应用。     

往复压缩机变工况下吸气阀运动及冲击特性研究

基于局部行程压开进气阀的往复压缩机无级气量调节系统采用液压系统驱动机械执行机构控制吸气阀的开启时间实现气量调节。本文通过建立气量调节工况下往复压缩机工作循环的数学模型与吸气阀阀片运动的数学模型,模拟了不同负荷下气缸内动态压力,分析执行机构外力瞬间撤销下吸气阀阀片自由关闭时的运动规律;利用AMESim软件对复位弹簧在不同的弹簧刚度下执行机构运动规律进行研究;通过实验与仿真结果对比分析,确定了气量调节工况下吸气阀运动规律和气量调节工况下缸体振动冲击的来源;为往复压缩机无级气量调节系统的研发和气量调节工况下往复压缩机吸气阀故障诊断提供理论依据。