振动环境下插装阀的动态特性

为研究强振动环境对二通插装阀工作性能的影响,建立了振动环境下的二通插装阀结构模型及AMESim仿真模型,分别分析振动条件及插装阀结构参数对其动态特性的影响规律。研究表明:基础振动会引起插装阀阀口流量及阀芯开度出现波动现象;阀芯在稳态时的波动程度随基础振动幅值线性增加,振动频率大于20Hz后,波动程度明显。较小的阻尼孔径会使流量上升至最大值的时间增加,但通过阀口的流量更平稳;插装阀在开启状态时,阀芯波动值与阀芯质量呈正相关关系;改变插装阀的面积对改善流量波动现象效果有限;增加弹簧刚度可以改善流量波动现象,但会使通过阀口的流量减小。     

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。     

主配压阀响应速度特性仿真研究

该文利用液压仿真软件建立了水轮机调速系统主配压阀响应速度分析模型,并对搭叠量、控制活塞面积、阀芯阀套径向间隙对响应速度的影响进行了仿真研究.结果表明:主配压阀响应速度与搭叠量、控制活塞面积成反比,与阀芯阀套径向间隙成正比.最后指出在保证主配压阀静态特性的前提下,可通过减少搭叠量与控制活塞面积来提高其响应速度.     

一种多路阀主阀的仿真分析研究

以一种多路阀主阀为研究对象,采用FLUENT进行内部流场仿真,开发了基于MATLAB/GUI的阀口过流面积计算平台。两者结合分析主阀过流面积、流量特性、流量系数以及稳态液动力随阀芯位移的变化,为主阀流量、液动力等性能预测以及减小阀芯驱动力提供一定的依据。     

氮爆式液压打桩锤主控阀动态性能研究

主控阀是氮爆式液压打桩锤控制系统的核心,其工作特性在很大程度上决定着打桩锤整体性能的好坏。为深入研究主控阀动态性能对氮爆式液压打桩锤整体性能的影响,研究中充分考虑液动力对阀芯移动过程的影响,并采用Matlab/Simulink/Simscape仿真模块组,对其动态性能进行仿真,在仿真阀芯增益面积上施加气液压力作用的同时,充分考虑阀芯运动稳态、瞬态液动力对阀芯运动的影响,得出不同提锤行程、不同阀芯增益面积时,主控阀阀芯的位移时间曲线以及响应锤头运动变化曲线,对主控阀动作的准确性、快速性进行研究分析,进而优化主控阀增益面积等参数的选定。     

先导式高速开关阀的优化设计与动态仿真

针对一种主阀为滑阀结构的先导式大流量高速开关阀控制腔面积的优化设计问题,首先对主阀芯进行了动力学分析,得到先导阀与主阀之间参数匹配的优化目标函数,依据该目标函数对一个具体的先导式大流量高速开关阀的控制腔面积进行优化设计。为验证理论优化的结果,基于AMESIM平台建立了该先导式大流量高速开关阀的精确仿真模型,通过动态仿真对控制腔面积进行优化,所得结果与理论分析优化的结果基本一致。研究结果表明,主阀芯换向时间与控制腔面积之间为非单调关系,存在一最佳控制腔面积使主阀换向时间最短。     

串联阀芯阀口独立控制多路阀设计及特性研究

现有多路阀存在大流量低压损控制难、动态特性差等问题,且阀芯机械固联,压损大、自由度低,难以满足高端主机对操纵性、节能性、智能化、负载适应性的需求。为此,基于插装阀大流量控制特性好和滑阀微动性能好的优点,创新提出换向滑阀的进出口串接两个流量放大型比例插装阀的新构型,研制串联阀芯阀口独立控制多路阀。两个插装阀可以根据控制需求设计为流量控制或压力控制功能,系统自由度高,具有很高的智能化潜力。为了实现流量和压力的高精度冗余控制,设计串联式双级位移闭环+并联式流量/压力闭环控制策略,通过仿真研究位置、流量、压力三种工作模式下阀的特性。并试制样阀,搭建试验台对压损特性、位移滞环、流量控制特性、动态响应特性和稳态负载特性进行了测试。结果表明,样阀额定流量达到300 L/min,主阀位移滞环小于1%;主阀阶跃响应小于35 ms,具有较高的动态特性;流量最大偏差小于5%,流量控制精度高。     

先导自锁式高速开关阀的研究

为了消除振动或其他不确定因数对开关阀性能的影响,提出了一种先导自锁式高速开关阀的设计方案。该阀采用二级驱动的先导控制方式,并设计机械自锁的结构使阀在失电或未开启的状态下能够实现自锁,保证了工作的可靠性和稳定性。在设计过程中,为了优化其性能,建立其数学模型,并在MATLAB上建立了主阀芯开启时的运动模型,进行了仿真。仿真结果表明该阀的动态响应性能良好。     

二通插装阀非线性动力学行为

为研究二通插装阀主阀芯在压力脉动条件下开启过程中的非线性振动问题,考虑管道容积效应,建立了插装阀主阀芯动态过程的非线性动力学模型,利用MATLAB/Simulink进行了数值仿真。首先根据模型中油源压力不存在脉动项和存在脉动项两种情况,通过时域图以及相图研究了插装阀主阀芯的开启特性;然后,在考虑油源压力脉动的条件下,分析了油源的不同压力等级对插装阀主阀芯动力学行为的影响;最后,针对不同管道长度,研究了管道长度对插装阀主阀芯动力学行为的影响。结果表明：油源压力脉动会引起插装阀主阀芯出现振动行为;在相同油源压力脉动条件下,随油源压力增大,主阀芯振动行为减弱,不易发生碰撞行为;泵出口到阀组间管道长度越长,主阀芯越容易发生非线性振动行为,并伴随着阵发性振动行为的产生。研究结果为探究大型插装阀的失稳机理提供了理论依据。     

一种插装式比例节流阀主阀套通孔新结构研究

基于传统插装式比例节流阀圆形通孔的主阀套结构,提出一种腰形通孔的主阀套新结构,利用CFD技术对以上两种通孔形式的阀的流量特性、主阀芯受力情况进行对比分析,并基于相似理论进行了可视化实验研究。研究结果表明：主阀套采用腰形通孔结构相对于传统的圆形通孔结构,不仅增加了阀的通流能力,还改善了主阀芯所受的径向不平衡力。研究结果为插装阀的结构优化设计及实验研究提供了理论依据。     

液压支架大流量安全阀冲击特性影响因素仿真分析

随着我国煤炭资源开采强度、深度的增加,液压支架受到冲击地压的强度和频率大大增强.提高大流量安全阀的冲击特性是应对冲击地压的重要手段,为研究大流量安全阀冲击特性的影响因素,建立了FATA1000安全阀数学模型,通过AMESim软件搭建冲击特性仿真模型,对其弹簧刚度、阀芯质量、溢流孔数量和直径等影响因素仿真分析.结果 表明...     

高压大流量快开阀仿真及实验研究

为解决大吨位高速液压冲击试验机所需超大流量快开阀的问题,设计了一种高压超大流量快开阀的新型结构。建立了阀开启过程的数学模型,采用MATLAB Simulink对阀芯打开过程进行仿真研究,根据仿真结果优化了密封保护套结构;建立了AMESim模型,得到阀开启的动态响应曲线;根据仿真结果研发试制了快开阀,并对样件进行了实验研究。实验结果表明,当快开阀进出口压差为15MPa时,通过该阀的流量可达48 254L/min,理论分析与实验结果基本相符,快开阀结构可行。     

有源先导级控制的电液比例流量阀特性研究

针对现有技术采用压差补偿器或插装式流量传感器控制流量,会降低阀的通流能力,增加系统的功率损失和发热;大流量场合只能通过阀开口面积间接控制流量,受负载变化影响控制精度低;低工作压力范围可控性差、动态响应慢;大通径采用三级结构,构造复杂等问题,提出用小功率伺服电动机驱动小排量液压泵/马达(有源)、结合液压晶体管(Valvistor),构造新的低能耗、高可控的电液比例流量阀。该方法可扩大阀的流量控制范围,提高阀在低压时的动态响应。建立阀的静态数学模型,分析获得影响阀负载流量特性最主要的因素是反馈节流槽预开口量大小;进一步建立阀的动态数学模型,获得主阀芯稳定条件。根据阀的结构组成,建立阀的仿真模型,仿真分析主阀各参数对主阀性能的影响。结果表明,反馈节流槽预开口量越小,主阀负载流量特性越好;主阀口压降越大,主阀芯响应越快;但由动态数学模型可知主阀口压降太大且先导流量较小时,阀的稳定性也会降低。研究也表明,在保证主阀良好的动态特性前提下,可通过使先导泵/马达转速随负载压力变化,实现对阀的流量补偿,从而改善阀的负载流量特性。     

Modeling,simulation and experimental validation of flow rate of electro-hydraulic hitch control valve of agricultural tractor

Advances in non-linear control theory have made it possible to develop controllers for non-linear dynamic systems in their nature. The low-cost proportional control valves of the hydraulic control system are examples of such a system where there is no linearity due to the structure of the valves and the flaws in the spool. However, the non-linear analysis and regulation of these hydraulic systems cannot be done without a proper valve model. This paper presents a methodology for the development of an efficient unified model of a three-point hitch (TPH) electro-hydraulic proportional control valve control system for agricultural tractors by means of a parameter estimation technique. Modeling and simulation of the proportional control valve was performed using MATLAB Simulink software. Parameter estimation methodology was used to optimize the effective orifice opening of the solenoid valve to meet the flow characteristics available in the manufacturer's technical data sheet for the proportional control valve model parameters. Such unified Simulink models are useful for simulation, practical capability testing, and non-linear control design. Modeling and simulation of electro-hydraulic hitch (EHH) control valve were made and simulation results were compared with actual experimental results. The simulation results of the TPH lifting and lowering time were found to vary 4 and 12.5 %, respectively with the experimental results. This type of parameterized valve models facilitates their implementation in dynamic simulation models of complex hydraulic systems.     

PQ阀控液压系统动态特性模拟

为解决橡胶密炼机液压系统的控制能力问题,针对电液比例压力流量复合控制阀(简称PQ阀)进行了研究.集压力比例调节、流量比例调节于一体的PQ阀是现代橡胶密炼机液压控制系统的萤要组成部分,其性能的优劣将对炼胶质量有直接影响.在探讨PQ阀的结构特点及其工作原理的基础上,绘制了与系统相对应的功率键合图,建立了描述PQ阀控液压系统...     

直喷式柱型液压阀流体稳态力的研究

流体在通过喷式柱型液压控制阀阀芯时，阀内形状的变化使流体的运动量发生变化。在进行液压传动的位置，速度及力的高精度，产生的流体车轴向力对阀的动态控制及特性产生了影响，使阀产生振动，控制阀的电磁力增大，液压控制系统的精度降低，系统发生误操作等现象。为了降低阀内液动力提高阀控能力，对阀内形状进行了改进，建立了流体数值模型，应用边界元进行了数值仿真，并通过实验进行了验证，取得了较为理想的结果。     

大流量安全阀静、动态特性的仿真研究

以一种新型大流量安全阀为研究对象,分析其结构,利用FLUENT软件进行流场仿真分析。依据安全阀在立柱系统中的工作原理,采用AMESim液压元件设计库,建立安全阀的模型并进行仿真,得出安全阀在溢流卸载过程中的阀芯位移曲线。从仿真结果看出,适当增加溢流孔个数有利于安全阀工作状态的稳定,为液压支架用大流量安全阀的设计提供了借鉴。     

换向阀启闭特性对流量测量试验的影响分析

针对航空液压泵流量测量系统中换向阀的启闭特性对流量测量准确性影响较大、启闭过程耗时不等造成测量误差等问题,分析了换向阀在测量系统中的工作原理,针对换向阀建立了流量及阀芯的力平衡数学模型。利用AMESim软件建立了系统仿真模型并对其进行仿真研究,得到了不同系统压力和不同转速下,换向阀启闭过程对系统流量测量的影响,为进行现场测试提供了理论依据。同时,对不同型号、不同工况下被试液压泵的大量试验结果与仿真结果进行了比较,发现两者基本一致,试验结果为航空液压泵流量测量系统的设计提供了理论依据以及实际测试数据的支持。     

多柱塞阀配流往复式容积泵新型流量调节方法研究

针对多柱塞阀配流往复式容积泵的结构特点,提出了通过使进液阀在排液行程阶段延迟关闭的方法来实现泵出口流量调节的目的。为探究这种新型流量调节方法的有效性,利用AMESim建立了仿真模型并进行了仿真分析。结果表明：以曲轴转角位置作为控制信号,从曲轴处于排液行程位置开始,控制各个柱塞腔进液阀依序延迟关闭一定的曲轴转角角度,可使已进入柱塞腔的部分液压介质经进液阀回流至液箱,进而使流经排液阀进入后续液压系统的流体体积减少,最终实现了流量调节目的。相较于现有的基于变频技术和电磁卸荷技术的流量调节方案,提出的新型流量调节方法可避免由于曲轴转速反复变化引起的泵动力端润滑质量下降以及由于卸荷阀反复启闭引起的后续液压系统压力波动频繁等问题。