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。     

水液压数字比例阀实验研究

该文设计了一种采用PCM控制的水液压数字比例阀。该阀具有流量大、响应快、控制精度高、抗污染能力强、成本低等一系列优点,可用于水下作业工具的方向和流量控制。同时,制作样机并对样机的压力、流量控制特性和压力动态响应特性进行了实验研究。实验结果表明,样机具有较好的压力、流量控制特性和压力动态响应特性,阀的静态和动态性能基本满足设计要求,具有较好研究价值和应用前景。     

新型高性能直接驱动电液伺服阀

研制了一种全新结构的直接驱动电液伺服阀。该阀在结构上采用转动阀芯取代滑动阀芯,变滑阀结构为转阀,有效的减少了阀的液动力,极大地提高了阀的抗污染性能;在驱动控制上采用直流力矩电机直接驱动阀芯,将对阀的控制转变为对电机的控制,易于实现阀的数字控制。实验结果表明该阀的主要动、静特性指标均已超过国内外相同规格不同驱动控制类型的各种电液伺服阀,尤其是具有现有阀无法比拟的抗污染能力。     

双阀并联控制在船舶舵机电液负载模拟器多余力抑制中的研究

由于船舶舵机电液负载模拟器所模拟的水动力载荷很大,要求加载系统不仅要有很大的出力而且具有很大的负载流量。为满足系统大流量的要求而又能有效抑制被动加载时的多余力,提出了由高响应大流量三级电液流量伺服阀和p-qv伺服阀组成的双阀并联控制方案。通过对船舶舵机电液负载模拟器的建模,p-qv伺服阀模型的分析简化,设计了双阀并联控制实时控制系统。对比双阀并联控制和单流量伺服阀控制的试验曲线,可以看出被动加载时双阀并联控制比单流量伺服阀控制可以更有效地抑制舵机系统启停和换向时的多余力,明显改善系统动态加载性能。     

用于检测高速气缸精确定位的微型开关阀设计

随着现代微机械加工技术的发展,微小流量的精确控制在检测高速气缸的精确定位和速度控制等方面已经变得越来越重要。该文设计了一种静电驱动的二位二通的微型开关阀,通过数值模拟对该阀进行性能分析,得到进出口气压差为10 kPa时流过该阀的空气流量为6 mL/min,同时基于压力补偿原理提出了一种可以降低静电驱动电压的微型开关阀。     

低阈值高通量被动微阀的研制与性能研究

文中提出一种新型结构的微流控被动流量调节阀,该微阀设计有椭球面结构的调流腔,利用带微孔的柔性薄膜在液体压力作用下产生弹性变形来挤压调流腔中的液体,从而自动实现流量调控。为研究微阀的调流性能,采用3D打印与紫外激光加工技术制作了微阀样件。建立微阀的流固耦合模型,仿真分析微阀中液体流量调控及柔性薄膜受压变形过程,结合实验研究微阀的压力流量特性,实验结果表明该微阀在低阈值液体压力下具有良好的高通量稳流自调控能力。     

比例阀的维修方法

<正>比例阀对液压系统的压力和流量可以实现连续和比较精确地控制和调节,其性能优于普通的电磁阀,又比电液伺服阀制造简单,价格便宜,抗污染能力强。由于受到温度、振动、阀体磨损、脏物堵塞等因素的影响,比例阀性能会下降甚至失效,从而引起主机不能正常工作。     

基于数字补偿器的比例调速阀特性仿真

现有的比例调速阀通过数字流量补偿方案对流量进行控制,已具有良好的等流量特性。但出现负载扰动时,存在阀芯响应速度慢,流量超调大的问题。结合广义预测控制理论和压差前馈控制理论,设计了一种新型数字补偿器,实现对比例调速阀输出流量的精确控制。首先针对负载扰动引起调速阀性能下降的问题设计了压差前馈控制器,通过对扰动量的补偿减小阀芯冲击;然后依据广义预测控制原理设计流量跟踪控制器,实现阀芯快速的动态响应。利用AMESim与MATLAB/Simulink搭建联合仿真模型,对该阀动静态特性进行分析。仿真结果表明:在负载阶跃时,该阀响应速度快,流量超调小,抗负载干扰能力强,具有较高的静动态特性。     

增设复位机构提升电液比例伺服阀抗污染性能

尽管电液比例伺服阀,比喷嘴挡板式伺服阀的抗污染性能有所提高,但是,怎样抗污染,进一步提升电液比例伺服阀的性能,仍然是其急待解决的重要问题之一。先导阀是污染物侵害的主要对象。对传统先导阀进行改造,增加复位机构,使之成为具有复位功能的先导阀。每当电液比例伺服阀出现卡死现象时,系统可以自动执行自洁复位操作,或者只是操作工执行一次手动复位的操作,不用找维修工打开伺服阀,机器即刻就可以继续正常工作。凡是用过带复位机构的电液比例伺服阀的用户,在以后的订货中,都要求继续使用这种机构,无一例外。此方法简单易行,效果非常明显,性价比很好。增加设计复位机构,提升电液比例伺服阀抗污染性能,这是一个不用体会不到,一用脱离不了的好方案。     

基于FLUENT的流量控制工具阀的仿真研究

流量控制工具阀通过流体黏度的变化来控制阀门开度,通过碟片相对出口的位置来控制流量控制工具阀的流量大小。通过CATIA简化内流通道三维建模,利用ANSYS ICEM CFD网格划分,导入FLUENT中,模拟仿真来确定其收敛准则,利用其中的求解器对流量控制工具阀稳态性能进行仿真分析。设定不同的流体黏度、流量控制工具阀开度以及结构参数等输入条件,仿真分析获得相应的流场压力、流量大小和黏度适应范围等结果,通过分析流量控制工具阀内流场,验证了流量控制工具阀具有较好的控水增油的效果,以及进一步增强流量控制工具阀的黏度适应性和自适应控制效果。     

High resolution cryo system designed for JEM 100CX electron microscope

A high resolution (3.5 A) cold stage operated at 123 K and an improved anti-contamination device have been constructed and operated in a top-entry JEM 100CX electron microscope. High resolution electron diffraction patterns and images of hydrated tobacco mosaic virus particles in vitrified ice have been recorded with the use of this cryo system.     

PILOT LEAKAGE＇S INFLUENCES ON THE PERFORMANCES OF EXTRA HIGH PRESSURE PROPORTIONAL PNEUMATIC VALVE

A mathematic model is built up to analyze the influences of a pilot valve's leakage on the performances of pneumatic pressure proportional valve, and the performances are simulated by using MATLAB. The results indicate that using slide pilot valve in the valve system is feasible, but the leakage's influences can not be neglected, especially it may induce instability in a low output pressure situation. A pilot valve using too large throttle window will cause the valve oscillate. To improve the working condition of pilot valve, a method adopting different widths of two throttle window is proposed. According to our simulation, this method balances the pressure drop between the two stage throttle ports, and reduces the influences of pilot valve's leakage.     

压电泵的研究--泵阀滞后性

就有阀压电泵增频流量骤减现象进行了分析与研究.发现了现有提高频率使压电振子振幅减小为增频流量骤减现象主要成因的说法是一种错误解释,并通过试验证明了现有理论的非正确性.提出了解释增频流量骤减现象成因的泵阀滞后性模型,同时开发了观察这种现象的具体新方法及观测新装置,并利用这一新装置观察到了泵阀滞后现象.提出了可以评价、考察有阀压电泵的泵阀的量化值--滞后系数,并把其作为泵阀优化设计的具体目标.     

广义脉码调制控制阀流量压力特性的理论与试验研究

广义脉码调制(GPCM)控制阀是一种组合形式的阀,各基元通过液压集成块连接到一起。流体在液压集成块流道内的运动分布规律是研究液压阀流量控制的关键之一,它决定了GPCM控制阀流量控制的精确度。对GPCM控制阀内部的压力与流量之间的关系进行理论研究,并对它进行了流场的仿真研究,得到了阀节流口压力变化与基元流量之间的关系。研究结果有助于GPCM控制阀时使结构优化设计,使GPCM控制阀具有较好的流量控制精度。     

超高压大流量气动开关阀的原理和动态特性研究

开关容积减压是为提高效率而提出的一种新型减压方法。对其关键元件超高压大流量气动开关阀的原理、动态特性进行详细的理论和试验研究。利用气动力平衡,解决超高压主阀心驱动力大和响应慢的难题,设计出小流量驱动大开口的超高压大流量开关阀。提出以定容积过程和变容积过程为单元,以控制腔转折点气体压力为标志,对超高压气动开关阀的开启和关闭动态过程进行细分的原则;建立了基于动态过程细分原则的非线性数学模型;分析了超高压气动开关阀动态特性的影响因素、改善措施。仿真和试验表明,所建立的数学模型和理论分析与试验结果是吻合的。     

双阀并联电液位置控制系统研究

讨论了一类电液位置控制系统,它由一个可连续调节流量的小流量阀和一个开关型的大流量阀并联组成。对其稳定性条件、位置控制性能等进行了分析,并以比例阀和开关阀并联系统为例,说明此类系统成本低廉,避免运用昂贵的大流量电液伺服阀,特别适用于那些需要快速定位,定位精度高,并且工作时仅在小范围内需要调整的电液位置控制系统。     

基于超磁致伸缩转换器喷嘴挡板阀的控制压力特性

介绍了超磁致伸缩材料的性能特点和利用国产超磁致伸缩材料研制的电-机械转换器,及喷嘴挡板阀的结构组成和工作原理,建立了数学模型。构建了基于超磁致伸缩转换器喷嘴挡板阀的控制压力测试系统,试验研究超磁致伸缩转换器喷嘴挡板阀的控制压力特性,得出了最佳控制压力时不同参数间的匹配关系。结果表明,基于超磁致伸缩转换器喷嘴挡板阀,具有较宽的控制压力特性,良好的线性度,较快的响应速度,为进一步将其应用于两级电液伺服阀提供了设计和试验依据。     

非全周开口滑阀稳态液动力研究

非全周开口滑阀是液压阀的基本结构形式之一,其阀口是在阀芯凸肩圆周上均布若干不同形状的节流槽,用于获得不同流量控制特性。随着阀口开度变化,阀口节流面的位置、形状和射流角都会随之变化,因而传统理论计算方法无法准确计算压力流量、液动力特性等。采用计算流体动力学(CFD)方法,针对两种典型节流槽形式的滑阀进行了三维流场仿真分析研究,获得了不同流动方向下阀口全行程压力流量和液动力特性,并与试验测量结果进行了比较,两者吻合良好;分析比较了流场计算和理论公式计算结果。研究发现在特定的阀口开度范围内,液动力会使阀口趋于开大。此项研究对于非全周开口滑阀压力流量、液动力等性能预测以及减小阀驱动力具有重要意义。     

新型PZT元件驱动的电液高速开关阀及其大功率快速驱动技术的研究

针对目前电液高速开关阀脉宽调制频率较低的问题,研制了新型压电元件驱动的电液高速开关阀,并研究了该阀的动态特性和静态特性。该阀属于两位三通型锥阀结构的数字阀,样机产品达到了下述性能指标：工作压力p1=10 Mpa,额定流量qV,n=8 L/min,开启时间ton≈1.2 ms,关闭时间toff≈1.7 ms。还分析了这种阀的驱动电路及其工作原理,利用电路的暂态分析理论研究了该阀的大功率快速驱动技术。     

考虑阀口误差的阀控非对称液压缸系统建模、仿真与试验

从解决比例阀控制非对称缸系统存在的超压问题入手,分析因加工误差引起的各阀口重叠量不一致这一非线性因素对系统性能的影响,建立考虑阀口误差的阀控非对称缸系统的非线性状态方程模型和键图模型。应用这两种非线性数学模型分析一实际非对称阀控制非对称缸系统的压力特性,与试验结果的对比分析验证了所建的非线性数学模型的正确性。仿真和试验研究揭示比例阀控制非对称缸系统的阀口误差对系统性能影响较大,往往是引起有杆腔压力超过供油压力的主要原因。通过大量仿真研究获得了阀口误差与系统超压之间的关系,研究表明适当提高比例阀阀口的加工精度有利于消除超压现象和提高系统的性能,进而建议将某些比例阀阀口误差控制在最大阀位移的0.5%以内。给出的两种非线性数学模型具有通用性,可用于对各类阀控缸系统进行系统仿真、设计和控制策略等方面的理论研究工作。