二维阀先导级污染颗粒分布的数值模拟

二维阀将先导级和功率级集成在一个阀芯上，易于实现阀的快速工作和高频响应，具有体积小、性能稳定、功重比大等优点。通过数值计算，分析不同参数条件下固体颗粒在二维阀内的分布特点和规律，揭示二维阀对油液污染的敏感程度。结果发现：阀芯转动形成的节流口，其上下游压差与射流形成的旋涡离心力的共同作用，使得固体颗粒物极易进入阀套斜槽区形成聚集现象；固体颗粒在旋涡中心区域分布较少，在旋涡边缘区域，特别是阀套斜槽外侧浓度较高。节流口开度、固相密度、颗粒粒径的不同，均对固体颗粒的分布产生影响，总体来看，旋涡态流束对其分布影响最大，即斜槽周边浓度大、中间区域浓度低，二维阀对油液污染较为不敏感。阀芯正、反转对阀套斜槽区内固相颗粒的体积分数分布影响不大。     

分流阀控双射流管电液伺服阀研究

针对力反馈射流管电液伺服阀前置级的缺陷,基于劈尖分流原理提出一种新型分流阀控双射流管电液伺服阀。设计以双锥阀芯、分流劈环、双射流管及直杆型反馈弹簧杆等为核心元件的伺服阀结构。确定新结构伺服阀前置级及主阀液流控制的两级控制方案,给出新结构伺服阀前置级力马达磁路、控制阀芯级件及主阀芯组件的数学模型。结果表明:新结构伺服阀输出流量或压力与阀的输入控制电流成比例变化。     

直角阀座式水压锥阀空化射流特性数值模拟研究

为研究喷射流的漩涡空化,基于OpenFOAM平台使用VOF算法搭建可压缩的空化两相流的数学模型。对直角阀座式水压锥阀的空化射流进行三维动态模拟,并将瞬时空化结构、压力分布及节流系数与实验数据进行定量或定性的对比和流动特性分析。结果表明：喷射流的自由边界层诱发漩涡空化结构,锥阀阀芯锥形后沿处形成黏着型空化,而喷射流的壁面边界层未观察到空化现象;自由边界层空化结构的动态演变与漩涡结构的动态特性密切相关;流量特性曲线总体较为平稳,在空化作用下有轻微下降趋势;直角阀座处并不存在足以诱发空化的压降,阀芯表面的压力降梯度相对平缓,为漩涡空化分布及流量特性曲线的平稳趋势提供了合理解释;空化结构的动态演变过程揭示了漩涡空化与阀芯后沿的黏着空化存在明显的耦合。研究结果证明了水压锥阀内部空化喷射流动的动态特性,从流体力学的基础层面解释了空化诱发机制及相关效应。     

电液伺服阀的液压桥路设计与抗污染特性研究

针对传统电液伺服阀的抗污染能力不高的问题,提出了全新的U形四孔全桥式液压桥路的设计方案。该方案采用了2孔长间距270°串联布置,在典型的主阀芯结构形式的基础上,通过增加先导级液阻,扩大固定节流孔直径,防止了射流对流态和节流效果的影响,使抗污染能力有较大提高。实际的应用表明,改进后的阀在提高抗污染能力的同时并没有影响阀的其它特性。     

以高速开关阀为先导阀的锥阀性能研究

通过分析以高速开关阀为先导阀的锥阀控制腔压力动态响应过程,以及高速开关阀控制锥阀的流量特性,得出了如下结论:锥阀控制腔压力响应过程受阀芯阻尼孔直径及控制腔体积的影响,其中阻尼孔直径对控制腔压力响应速度影响不大,但是稳定后的控制腔压力则随阻尼孔直径变大而变大;控制腔体积越大,其压力响应速度则越慢;当高速开关阀的调制率在一合适范围内变化时,高速开关阀作为先导阀能实现对锥阀较大流量的线性比例控制.     

一种新型的电液伺服阀

介绍了一种新型的压力先导控制伺服阀,该阀的功率放大级采用双阀芯结构代替传统单阀芯结构。通过分析其工作原理及相关特性,得知该阀适用于工程机械的液压控制系统中,且其制造装配工艺简单,是一种廉价的伺服阀。     

斜槽型2D伺服阀的阀芯高低压孔设计与实验研究

为提高螺旋伺服机构的动态性能,设计了阀芯形式为斜槽型高低压孔的2D伺服阀,并对斜槽型2D伺服阀和圆孔型2D伺服阀进行导控级零位泄漏实验、阀芯阶跃响应特性和动态特性的实验研究。实验结果表明:对阀芯的高低压孔进行斜槽型结构的改进是合理的,可以提高伺服螺旋机构的动态性能的目的。     

液压锥阀空化流分析及阀芯结构改进研究

空化是液压锥阀运行时造成振动及噪声的重要因素,其影响因素颇为复杂。利用FLUENT中混合模型(Mixture)及标准κ-ε湍流模型,对锥阀阀芯锥角和阀口开度的变化对空化程度的影响进行计算流体动力学分析,发现随着阀口开度的增大,空化程度先增强后减弱,而随着阀芯锥角的增大,小开度下空化程度逐渐减弱,大开度时先减弱后增强。采用两个不同锥角的锥面对阀芯结构改进,发现可一定程度抑制空化。     

液压射流管伺服阀自激振荡和噪声

在液压流场中,液压伺服阀的高频噪声主要来自于自身的震荡。采用压电式动态压力传感器和扩音器对液压射流管伺服阀的自激振荡和噪声进行检测。试验中,将伺服阀的进口压力控制在11~21 MPa。为了将实验数据精准化,利用FFT和小波分析法对压力震荡信号和噪声信号进行处理。根据分析结果找出自激振荡和噪声产生的原因,并为降低液压伺服阀的自激振荡和噪声提供了方法。     

三级电液伺服阀稳定性及其对系统的影响

指出三级电液伺服阀及其所在系统的不稳定现象并进行分析,通过对三级电液伺服阀的结构原理分析,从伺服放大器、先导级和主阀这3个部分讨论了影响三级电液伺服阀稳定性的主要因素,重点分析T--级电液伺服阀先导级小球磨损对稳定性的影响,对理解、维护三级电液伺服阀及电液控制系统有指导意义.     

基于FLUENT的2D高频阀气穴现象研究

2D高频阀(简称数字阀)是利用阀芯旋转时阀芯台肩沟槽与阀套窗口组成的阀口周期性高频通断进行工作的.若阀口处存在气穴现象,将会产生噪声、振动,严重时会产生气蚀现象,破坏阀口处流体的连续性,甚至影响阀控缸的工作特性.利用CFD商用软件FLUENT对数字阀内部的流场进行数字计算,主要研究阀口的气穴现象.研究结果表明:数字阀阀口在即将关闭和关闭后一段时间内都会在阀口的低压侧产生气穴现象,即低压侧的阀套主窗口或阀芯沟槽内气穴现象都分成两个阶段,但气穴现象在其内部产生的速度、扩散的面积及持续的时间有所不同.这对优化数字阀的结构,降低数字阀的气穴、噪声,提高数字阀的流量具有参考价值.     

短管节流阀的空化流动与噪声的数值模拟分析

目前短管节流阀已替代毛细管在空调中的应用，而国内针对短管节流阀的空化流动和噪声问题的研究较少。主要围绕短管节流阀进行研究，以R134A制冷剂为冷媒，通过对不同流量下空调的制冷过程进行数值分析，得出其空化、噪声、压力场、速度场等的分布。结果表明：在阀门进出口压差不变的情况下，入口流量越大，空化越严重；噪声随流量的增大先增大后减小再增大；最大噪声产生的位置随着流量的增大逐渐向下游移动；剪切力和空泡溃灭都是影响噪声的因素，但相比之下，空泡溃灭才是影响噪声的主导因素。     

多路阀主阀芯不同节流槽对其稳态液动力的影响

针对工程机械用多路换向阀在不同工况下稳态液动力过大或不稳定导致滑阀卡滞,从而影响执行机构的可靠性和安全性,以某型号工程机械多路阀为例,设计矩形、半圆形、U形、2U形4种形式节流槽口的阀口,通过Fluent数值模拟研究在不同阀口开度下的流场特征并确定射流角,根据流场计算结果,搭建不同结构节流槽的滑阀模型,分析节流槽口结构形式对阀芯稳态液动力的影响。研究结果表明：随着阀芯节流槽口逐渐开大,矩形、U形、2U形节流槽阀芯所受稳态液动力变化平稳;当阀芯采用U形节流槽时,其单位节流面积受力变化幅度较大,但阀口稳态液动力仍能保持稳定;半圆形节流槽阀芯所受稳态液动力相对不稳定,梯度较大。     

进出油阻尼孔对偏转板射流阀射流流场的影响

应用CFD软件对偏转板射流阀进出油阻尼孔不同参数条件下的射流流场进行数值模拟,得出偏转板射流阀内部射流速度、压力的分布特征和不同阻尼孔参数D_1、D_2、L_1、L_2对射流速度、压力的影响规律。研究发现:射流速度由喷嘴处的最大值先逐渐减小,在0.8 mm位置处又上升到仅次于喷嘴射流速度的较大值;射流压力先增大后又在0.8 mm位置处减到较小值,最后在两接收口间阀体处达到射流压力最大值。参数D_1对通过V型导流窗口的射流流量、射流压力和恢复压差起决定性作用;增大参数D_2时射流速度曲线向上平移而射流压力曲线向下平移。参数L_1对射流压力有影响而参数L_2对射流场的影响可以忽略。研究结果为高性能偏转板射流伺服阀的工程设计和优化提供参考。     

基于空化特性的高速轴向柱塞泵配流盘优化设计

以某型号高速轴向柱塞泵为研究对象，搭建其带空化模块的CFD数值仿真模型，并以此为基础，对柱塞泵在旋转过程中的空化情况进行分析。结果表明：空化主要发生在柱塞腔内，充液率不足及射流角过大是发生空化的主要原因。针对空化的产生机制，利用仿真数据与理论数据相结合的方法，对配流盘开口角度进行优化。根据流场情况，提出一种两端具有一定斜度的配流盘结构，并对该结构进行优化。在配流盘开口角度和结构优化后，柱塞腔内的整体空化程度下降了74.2%，对空化具有明显的抑制效果。     

阀芯旋转式高速开关阀的气穴特性研究

提出一种阀芯旋转式高速开关阀,通过阀芯旋转实现高速开关,突破阀芯往复运动结构对开关频率的限制。在此基础上,建立阀内流体模型,利用Fluent软件对不同运动和结构参数下阀口的气穴现象进行数值模拟及量化分析。结果表明：气穴现象主要发生在靠近阀芯沟槽一侧,随旋转角度的增加而减小;气穴范围和气相体积分数的下降速度随出口压力的增加而增大,当出口压力为5 MPa时,气相体积分数迅速下降并在旋转角度为3°时趋于0;改变占空比,气穴未有明显变化;增大阀口流道的倾斜角度,气穴抑制效果显著,可提高输出流量的稳定性。     

液压滑阀卡滞与可靠性分析研究

以某航空器滑油供油系统中的液压滑阀为研究对象,研究摩擦力与液动力对滑阀卡滞的影响。建立阀芯运动的数学模型,包括液压径向力模型、液动力模型和阀芯触壁摩擦力模型。基于AMESim构建滑阀系统模型并进行卡滞现象复现仿真分析,其滑阀受加速度影响,弹簧使阀芯触壁产生的摩擦力过大时导致滑阀卡滞。提出一种滑阀可靠性分析流程,考虑弹簧结构尺寸参数的随机性,采用Monte-Carlo法计算滑阀的可靠性,并对参数进行优化。研究结果表明：弹簧的极限偏差值e1、e2是影响可靠性的主要因素,其中弹簧极限偏差值e2灵敏度更高,通过参数优化获得滑阀无卡滞下的参数适用范围,其分析流程为滑阀中的弹簧选型提供了参考。