先导式大流量高速开关阀的关键技术研究

介绍了一种新型的先导式大流量高速开关阀。先导阀采用无弹簧复位式双电磁铁驱动,大大提高了先导阀芯的开、关速度;先导阀结构形式采用二位三通滑阀式结构,加快了主阀芯上腔压力的上升与下降速度,从而提高了主阀芯的开启/关闭速度。试验结果表明,该阀在进口压力8 MPa的情况下,主阀开启/关闭时间均在0.8～1.0 ms之间。在阀口压差为1 MPa的情况下,测得的流量大于49.68 L/min。     

2D阀控大流量高速开关阀的研究

为控制高速液压缸设计了大流量高速开关阀,开关阀采用二级结构,先导阀为2D高频伺服阀,主阀为大通径滑阀。主阀采用并联双节流边的结构,减小主阀芯行程,减小所需导控流量,减小阀芯尺寸及质量,提高主阀动态响应特性。主阀采用负开口设计,设置死区,确保主阀完全导通过程的快速性。对主阀芯进行了动力学分析,并在MATLAB上建立了阀芯开启时的运动模型,进行了仿真研究。     

一种脉宽调制式数字流量阀性能分析

数字阀有抗干扰、抗污染等优点,但直接控制的脉宽调制（PWM）式数字阀控制流量小、出口流量不连续等缺陷而限制了其应用。为此,设计出一种两级数字流量控制阀,其先导级采用基于PWM的高速开关阀,主级采用基于流量-位移反馈的插装阀,该数字阀具有结构简单、能量利用率高、先导数字控制、主阀连续输出流量等特点。阐述了该数字流量阀的工作原理,在SimulationX软件中建立了相应的数学模型,利用试验数据对主阀和先导阀模型进行了验证,通过仿真和理论推导得出主阀阀芯位移、总流量、放大倍数等参数与结构参数的关系,并对其性能进行了分析。结果表明：该数字阀工作原理是可行的,通过调整先导阀PWM控制信号占空比即可改变主阀出口流量。研究结果对该数字阀的进一步研发和改进有重要意义。     

全液压压裂车大流量换向阀的设计与分析

为满足全液压压裂车液压系统液压缸的换向需求,设计了大流量换向阀组,重点设计了阀芯、阀套组件;分析了大流量换向阀的原理与结构,建立了其数学模型,基于AMESim软件分析了主阀的开启时间,阀芯位移、速度与先导流量和先导压力的关系,结果表明:适当增大先导压力和先导流量可提高主阀的响应特性;改变主阀端面结构、适当增大先导压力和减小先导流量可解决主阀瞬时流量过大的问题。设计与仿真相结合,缩短了主阀的设计时间,为阀的设计计算提供了参考价值。     

Valvistor电液比例流量阀稳定性及特性分析

插装式比例阀具有低泄漏、通流能力强、结构简单等优点,广泛应用于液压系统中,但插装阀所带来的振动及噪声等问题是制约其使用范围的重要因素。对采用流量放大原理的Valvistor型插装阀稳定性及性能进行研究,建立相应的数学模型得出该阀的稳定性条件,发现主阀稳定性与先导阀开口及面积增益有关;在SmiluationX软件环境中建立该阀的仿真模型,并利用实验对其进行验证。理论分析与仿真结果表明:随着主阀进出口压差、反馈窄槽面积梯度的增大,主阀芯响应速度加快,但会导致主阀芯不稳定区域增加;控制腔体积越小,主阀芯稳定性越好。研究结果为该类型阀性能的提高提供了理论依据。     

脉宽调制先导级高速开关阀特性研究

在大型工程机械和农用车辆上,广泛采用电液比例阀作为工作装置控制元件。PWM先导级高速开关阀在100 Hz时良好的开关性能是决定电液比例阀性能的重要因素。该研究建立了高速开关阀的数学模型,并应用基于Simulation X系统的PWM高速开关先导阀的仿真模型,对高速开关阀阀芯位移响应特性进行研究,分析了弹簧刚度、工作气隙、衔铁质量、线圈电流等参数对阀芯位移响应的影响以及高速开关阀的流量特性,给出流量控制时PWM占空比的修正公式。     

矿用大流量比例阀动态特性建模与仿真研究

对一款新型矿用大流量比例阀进行动态建模与仿真研究,根据其结构和基本原理,利用AMESim软件搭建比例阀仿真模型进行仿真分析,通过比较不同控制信号下的阀芯动态特性,得出最优控制信号;同时分析不同结构参数对主阀性能影响,发现主阀弹簧刚度对整阀性能影响较小,得出主阀质量、先导阀前端阻尼孔直径、主阀控制腔直径的最佳参数;最后分析得到先导回液阀满足使用要求时的结构参数,通过优化参数使主级与先导级良好匹配,达到对流量的精确控制,从而为比例阀的设计及优化提供理论依据。     

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。     

一种新型液压高速开关阀的设计与研究

介绍了一种新型的液压高速开关阀 ,它采用了超磁致伸缩驱动器和锥体式阀芯结构。该阀具有很高的切换速度和频率 ,可以用来作为大流量高速开关阀的先导控制阀 ,也可以在小流量回路中直接作为控制阀使用。     

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。     

基于超磁致伸缩致动器的脉冲喷射开关阀建模与仿真

利用超磁致伸缩致动器(Giant magnetostrictive actuator, GMA)应变率大、响应频率高的优点和脉冲喷射装置的结构特点设计了基于GMA的脉冲喷射开关阀,分别分析GMA和脉冲喷射开关阀本体在动态工作条件下的系统传递函数,综合分析后建立阀的流量、喷射速度与驱动电流之间的系统方框图和传递函数。Simulink的开关阀动态仿真结果显示,基于GMA的脉冲喷射开关阀的工作频带宽度大于400 Hz,可满足大部分喷射装置的工作要求。GMA位移扫频试验结果表明,该模型在低频范围内可正确反映开关阀的动态特性,高频范围内需考虑温度和磁滞的影响。     

基于液压同步提升的开关阀调速仿真研究

探讨了一种利用开关阀和调速阀进行调速的调速方式在液压同步提升中的应用。利用AMESim和Simulink对该开关阀调速液压系统进行联合仿真,分析了在负载不均和提升主油缸存在初女台高差时的多缸同步效果,并成功应用于工程实际中,取得了良好的效果。     

高速开关阀及其发展趋势

高速开关阀是一种新型的数字式电液转换控制元件,与其它液压元件相比还有着非常明显的优势,并可直接采用计算机进行数字控制。介绍了国内外高速开关阀的分类及其驱动器方式,国内外高速开关阀控制技术研究和发展的方向。     

大流量气动高速开关阀的优化设计

针对大流量高速开关阀切换时间长的问题,对高速开关阀流量特性进行了分析,获得了电磁铁工作气隙与阀芯直径的匹配关系;对高速开关阀动作过程进行了分析,建立了开关阀运动耦合瞬态场模型;对电磁铁结构参数进行了Ansoft Maxwell2D仿真,研究了衔铁中心开孔大小、衔铁厚度、绕组匝数对开关阀开启时间的影响。在理论仿真分析的基础上,提出了一种兼顾响应时间的大流量高速开关阀。研究结果表明,经过优化后的开关阀,在进口压力为7 bar时,流量可达720 L/min,而切换时间仅为9.5 ms。     

基于AMESim的高速开关阀动态特性仿真研究

以某型号电子限滑差速器中的无复位弹簧式高速开关阀为研究对象，分析了该高速开关阀的结构及工作原理，并建立了机、电、磁、液等各个耦合部分的数学模型。运用AMESim建模仿真平台建立高速开关阀的阀芯位移动态响应模型，基于该模型对高速开关阀在一定PWM信号下进行动态时间响应特性仿真，分析了阀芯质量、驱动电压、黏性阻尼系数等参数对高速开关阀阀芯位移响应时间各个阶段的影响，通过仿真结果分析了响应时间滞后的原因，并从提高阀芯响应时间方面提出参数优化调整建议。     

基于PWM控制的高速开关电磁阀在汽车防抱死制动系统中的应用

在汽车防抱死制动系统(简称ABS)的控制过程中,一般是由电子控制单元控制二位三通的高速开关电磁阀来实现制动轮缸的压力增压、保压和减压三种状态的控制.为了提高系统的响应速度和控制精度,研究采用PWM控制高速开关电磁阀的液压制动式防抱死制动系统,分析了PWM控制原理、高速开关电磁阀的工作特性以及高速开关电磁阀在汽车防抱死制动装置中的具体应用.     

基于高速开关电磁阀PWM控制的汽车ABS研究

在汽车防抱死制动系统的控制过程中,一般由电子控制单元控制二位三通高速开关电磁阀来实现制动轮缸压力的增压、保压和减压3种状态控制.为了提高系统响应速度和控制精度,采用PWM控制高速开关电磁阀的液压制动式防抱死制动系统,分析了高速电磁开关阀结构型式及工作原理、PWM信号控制的ABS系统以及PWM信号控制过程.     

高速开关阀高频脉宽调制控制有效占空比工作范围的拓宽

高速开关阀在高频脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)控制下阀芯可悬浮在某一开度,调节占空比即可改变阀口开度,实现对流量和压力的线性控制,因此在车辆控制系统得到广泛应用。但我国自主开发的高速开关阀PWM控制的有效占空比工作范围小,阀芯较易全开或全闭,为提高阀的可控性和控制精度,需要研究拓宽占空比的工作范围。基于汽车电子稳定程序(Electronic stability program,ESP)的高速开关阀,深入分析阀芯液动力的影响因素,应用AMESim、Matlab软件建立ESP液压系统的联合仿真模型,并经过试验验证,通过仿真得出阀座锥角、入口孔径对阀芯位移的影响,提出拓宽PWM控制占空比有效工作范围的关键参数,为高速开关阀的设计开发提供参考依据。     

TEST METHOD OF HIGH-SPEED ON-OFF VALVE DYNAMIC CHARACTERISTICS

According to the valve port features of high speed on-off valve and its actions, the valve port can be simplified into an a-type half bridge construction. A method that tests the dynamic characteristics of the high speed on-off valve by the output pressure signal of the a-type half bridge is proposed. Having analyzed the factors related to the dynamic characteristics of an a-type half bridge, a rule for designing the outlet chamber's volume is worked out. According to the rule, a test stand is built to test the self-developed high-speed on-off valve. From the test results, it can be seen that with the outlet chamber's volume controlled by the rule the rise time of the pressure signals driven by signals with different frequencies changes very little. The test results conform to the simulation results, which proves the correctness of the method.