先导数字调速阀特性分析（英文）

调速阀一般由定差减压阀和节流阀串联组成。当其工作在大压差、大流量场合下,布置在主回路上的减压阀压力损失大,会带来油液温升等问题。提出一种先导数字调速阀,主阀为流量放大原理插装阀,先导阀为由高速开关阀与定差减压阀串联组成的数字调速阀。高速开关阀为PWM控制数字阀,节流损失小、重复性好、抗干扰能力强。将定差减压阀应用在先导回路,由于控制流量小,可有效解决压力损失大、发热大问题。通过理论推导和仿真研究,验证了该阀可行性,并得出该阀性能与结构参数之间的关系,为其设计提供了理论基础。     

基于压差-位移校正的两级插装式比例调速阀特性研究

传统调速阀是在节流阀基础上串联定差减压阀或是并联溢流阀构成,其存在节流损失大、流量控制精度易受负载干扰、结构尺寸大等不足。针对以上问题,提出一种基于压差-位移校正的两级插装式比例调速阀,通过传感器反馈的主级压差计算出主阀芯位移,并与反馈位移做闭环PI控制以达到控制流量的目的。通过分析插装阀工作原理及数学模型建立流量控制器,在Simulation X中建立该阀仿真模型。仿真结果验证了该阀的正确性与可行性,并表明该阀具有优越的静态控制精度和较好的静态负载特性,且其动态特性良好。     

一种新型数字流量阀动态特性研究

针对高速开关阀流量小且不连续的缺陷,设计一种新型的两级数字流量阀。其先导级为电机驱动的高速开关转阀,主级为三位四通滑阀。高速开关转阀的启闭频率较高,可以显著减小主阀流量波动。基于两级阀的结构和工作原理,建立数学模型和流量波动模型。在AMESim软件中建立了两级数字流量阀的动态仿真模型,对主阀进行动态位移特性和动态流量特性仿真计算,分析主阀供油压力、面积比、节流槽宽度等参数对主阀阀芯位移动态响应特性的影响以及先导流量、控制腔体积、启闭频率等参数对主阀流量稳定性的影响。结果表明:增大供油压力、启闭频率,减小面积比、节流槽宽度可以提高阀的响应速度;增加启闭频率、增大控制腔体积以及减小先导流量都可以降低主阀流量波动,提高输出流量的稳定性。     

单泵驱动双液压马达系统的仿真分析

液压系统实际工作时会用一个液压泵同时给两个液压马达供油,如果两个液压马达工作时所受到的负载力不同,即系统压力不同时,液压油液会优先流经压力较小的马达,造成马达转速不能满足设计要求。为了解决这一问题,分别在两个马达支路上各安装一个调速阀,调速阀由定差减压阀和节流阀串联组成,按照仿真数值调整调速阀参数从而解决由于节流口的压力变化而引起的流量变化,即实现负载力的变化不影响调速阀的工作性能。最后通过仿真软件AMESim对该液压系统进行了建模仿真分析,验证液压系统参数变化与液压回路设计的合理性。     

先导调速阀初探

目前,国内生产的调速阀都是由一级定差减压阀与节流阀串联组成。在结构上,定差减压阀芯采用大小头结构,经分析存在以下几个问题: 1.减压阀是常开结构,在刚开始工作时,减压阀处于常开状态,减压阀口来不及关闭形成节流缝隙,使通过节流阀的流量瞬间增大,使执行机构工作瞬间不稳定。     

一种新型高速开关阀设计与实验研究

为解决高速开关阀响应速度和大流量之间的矛盾,设计一种先导式结构的高速开关阀。先导控制阀采用高频响大流量的2D数字伺服阀,主阀则采用滑阀结构,并通过并联阀口双节流边的输出结构来提高开关阀的流量。在阐述该开关阀的工作原理和结构的基础上,对该阀进行了零位泄漏特性、阀口流动特性以及阀芯动态响应特性的实验研究。结果表明:在系统压力为15 MPa时,阀口开启时间为16.75 ms,关闭时间为25 ms;在开关阀的阀口压力差为2 MPa时,该阀的输出流量约为3 100 L/min。     

基于双线性插值原理的比例调速阀特性研究

现有调速阀基本都是采用机械压力补偿器或是流量传感器进行压差补偿,该方案会导致系统结构复杂性增加、能量损失大和流量控制精度低等问题。针对以上问题,提出采用数字压差补偿方案对流量进行精确控制。建立Valvistor阀数学模型,分析获得系统输出流量、先导控制电压、根号下压差之间的近似线性关系,在此基础上,设计出以双线性插值法为工作原理的流量补偿控制器;建立基于双线性插值原理的比例调速阀仿真模型,仿真结果表明:该阀的静态控制精度较高,并且具有较好的等流量特性,负载扰动时具有较高的流量补偿精度且动态响应较快。     

锥阀式数字比例溢流阀特性的试验研究

研究以高速开关阀为先导阀、安全阀为锥阀结构的数字比例溢流阀特性。搭建数字比例溢流阀试验平台,开展了锥阀式数字比例溢流阀的试验研究。试验结果表明:当高速开关阀控制信号的频率为50 Hz时,既能保证一定的有效占空比范围,又能满足系统的频率响应性能;锥阀式数字比例溢流阀的重复特性较好;在占空比正反向连续变化时,锥阀式数字比例溢流阀的系统输出压力在同一占空比时的变化很小,滞环现象不明显,能够满足系统控制的要求;不同流量对占空比范围和最高压力影响不大,但影响系统最低压力;锥阀式数字比例溢流阀调节压力在10%~60%范围内近似线性变化,比滑阀式结构调压性能好。     

新型数字电液比例系统在大中型装载机中的应用

通常大中型装载机液压系统中采用的多路换向阀存在换向操纵力大、响应速度慢、重复误差大等诸多缺点。本文提出了采用数字高速开关阀为先导阀的新型数字电液比例系统的控制方式,当有一定脉宽占空比的信号后,数字高速开关阀动作,主阀控制口可得到与占空比成比例的控制压力,从而控制多路阀主阀芯位移和换向,实现工作装置运动速度及方向控制。     

先导式高压气动开关阀的研制

研制成功了一种应用于高压气体动力系统的先导式高压气动开关阀。说明了阀的组成和结构设计特点；阐述了阀的工作原理；给出了阀的设计计算公式；研制的先导式高压气动开关阀能够满足高压大流量气动动力系统和气动回路的开关控制要求。     

低压透平电液调节系统的建模及仿真研究

以某种低压透平电液调节系统为例,分析其多级放大结构的耦合特点,以及应用伺服随动反馈控制先导级滑阀阀口和主滑阀阀口开度变化的机制,建立该系统的数学模型,并采用MATLAB/Simulink对其进行仿真。搭建低压透平电液调节系统试验台,试验结果表明:利用该模型获得的试验结果与仿真结果吻合性较好,验证了该数学模型的正确性和可行性;适当减小主阀芯弹簧刚度以及油缸有效面积,可在不影响稳态输出精度条件下,明显提升低压大流量系统的动态响应速度;减小先导阀弹簧刚度,可在响应速度不变的条件下,减小对控制油压的响应时间,使静态输出特性曲线零位死区减小;给出了能提高系统动态响应速度的优化参数取值。研究成果可为低压大流量伺服控制系统的设计及优化提供参考。     

多级主压阀比例主压控制策略研究

在液力自动变速器液压控制系统中，换挡操纵对工作压力的需求在不同工况下有较大的变化，因此常采用多级主压阀。在工作过程中，溢流量变化会导致主压阀出现定压误差，进而影响系统的性能。为提高主压阀的定压精度，提出针对多级主压阀的比例主压控制策略。介绍多级主压阀的工作原理，推导多级主压阀的数学模型，并在Simulink中对多级主压阀调压特性进行动态仿真。提出在反馈腔连接比例减压阀的方法，通过闭环控制比例减压阀输出压力，实现反馈腔的压力在一定范围内连续变化，从而实现主压阀输出压力的连续变化。最后提出针对主压的压力闭环控制策略，提高主压匹配精度。结果表明：多级主压阀面对不同工况时可以快速实现压力调定，通过比例减压阀可以实现对主压的连续控制，提高了系统的定压精度，优化了负载流量突增导致的压力降低现象。     

THEORY AND APPLICATION OF BRIDGE HYDRAULIC RESISTANCE NETWORKS

Pressure flow properties of seven basic π bridge hydraulic resistance networks are studied and the pressure flow characteristic curves are obtained by simulation, while the pressure gain and flow gain of π bridge are deduced. Half bridge hydraulic resistance is only a special case of π bridge network. The pressure control valve with the π bridge pilot control circuit has some pressure flow properties that the valve with half bridge pilot control circuit dosen' t have. For example, with the increasing of the overflow, the relief valve presents three kinds of performances, i.e. the control pressure increases, keeps constant and drops when the hydraulic resistance parameters in π bridge pilot circuit changes.     

基于主动恒压控制的油源系统设计及仿真分析

高性能液压控制系统对液压油源恒压性能提出了更高的要求。设计了一种高效节能与模块化的油源系统,提出由高精度比例减压阀、比例溢流阀和压力开关组成的基于主动恒压控制的油源系统,使得油源满足高效率、低能耗、恒压力的设计要求。在油源系统的仿真分析中,采用了伺服机构-油源-负载一体化仿真概念,综合而全面地分析了整个油源系统,并通过实验证明了转台油源设计的正确性。     

电液提升器多路换向阀流道压力损失仿真分析

大功率拖拉机电液提升器多路换向阀内部流道的几何结构会直接影响流道压力损失大小,较大的压力损失会严重影响整个多路换向阀的液压输出功率,从而制约着拖拉机电液提升器整体的动态性能。为提高加工效率、降低局部压力损失,采用机械加工和铸造相结合的方法设计了一种新的多路换向阀内部流道。在对多路换向阀流道压力损失进行理论分析的基础上,运用ANSYS有限元流场分析模块,对油液在多路换向阀不同流道内的流动状态和压力损失进行了三维数值模拟与分析。仿真结果表明:该多路换向阀的流道压力损失满足设计要求,能够用于大功率拖拉机电液提升器。     

一种新型的数字式流量控制阀的设计

为了满足液压系统对流量控制的高精度要求,设计一种具有压力和温度电反馈补偿的流量控制阀。该阀可采用手动和数字信号两种控制方式,利用超磁致伸缩驱动器对流量阀进行压力和温度补偿,能够消除由于压力和温度的变化引起的输出流量的波动,从而提高控制精度。通过结构和原理分析,认为该方案能够弥补现有流量阀压力和温度补偿方法存在的精度低和压力损失大等缺点,在技术上是可行的。     

某高速开关阀阀芯液压力影响因素研究

随着数字液压技术的发展,对高速开关阀的性能有了更高的要求,高速开关阀阀芯力学特性决定了其整体性能。建立了某高速开关阀的CFD模型。针对不同工作压差、不同工作温度、不同底座孔径、不同底座角度以及不同开口度的某高速开关阀内部流场速度场进行了分析。分析不同工况下某高速开关阀阀芯液压力影响因素,进一步研究了阀口开度、阀口形状、阀口压差、油液温度对该阀芯液压力的影响规律,为高速开关阀设计提供了理论基础。     

进出口等流量四口液压变压器及其变压比特性研究

在不改变原液压系统的前提下,为避免液压系统节流损失,回收压差能、制动动能和重力势能,提出了一种进出口等流量四口液压变压器。阐述了四口液压变压器的基本结构和运行原理,其配流盘上均匀分布有四个形状大小相同的腰形槽,通过调节配流盘控制角可以改变其变压比,其中A和 B口等流量组合相当于液压马达,O和T口等流量组合相当于液压泵。建立了四口液压变压器的排量、转矩及变压比数学模型,通过偏导法得出负载回路流量、回收压差和油液粘度等因素与变压比的关系,通过Matlab仿真分析得到以上因素对变压比的影响规律。理论分析和仿真结果表明,在配流盘控制角不变时,随着负载回路流量和回收压差的增加变压比降低,而随着油液粘度的降低变压比增大。     

负载敏感液压系统节能设计及AMESim仿真分析

阀后补偿负载敏感液压系统中关键元件压力补偿阀通过阀前后补偿压差来调节流量,因而会造成一定的能量损失,降低系统效率的同时元件使用性能及寿命也大大降低。鉴于此,提出一种以串联液阻分压来降低补偿压差的节能阀后补偿负载敏感液压系统。利用AMESim仿真软件建立仿真模型并进行仿真分析。结果表明：在相同的工况下,改进后的负载敏感系统,能够降低工作时压力补偿阀的能量损耗,提高系统及元件的性能及使用寿命。所得结论为阀后补偿负载敏感液压系统的优化设计提供了参考。     

插装阀先导控制级的集成设计

对具有换向动作要求的插装阀先导控制级集成设计进行了研究。以单容腔执行元件和双容腔执行元件为基础研究了先导控制级的集成设计过程,并通过在注塑机液压系统中的应用完整演示了集成设计的应用方法。结果表明:经过插装阀先导控制级的集成可以节省液压系统成本,降低系统控制的复杂程度,该方法可以进一步推广到具有比例方向、流量和压力控制功能的其他系统中,可为液压系统智能设计工具的开发提供参考。