车载高压气动减压阀压力场与速度场研究

分析了氢能源汽车输氢系统的70 MPa两级气动减压过程,取得了两级减压阀各阀腔内部的压力场和速度场分布规律.研究结果表明:两级气动减压阀组的阀腔压力分布可分为上游压力区、中间压力区和下游压力区;第一级减压阀和第二级减压阀的阀口处气体均为超音速流动状态,2个减压阀出口的封闭直角区域均存在低速涡流现象.可以通过计算流体动力学(CFD)方法得到流场分布的数据,为车载减压阀组和锥形阀芯的形状与结构设计提供理论依据.     

基于CFD的高压气动减压阀流场分析

对自主研制的高压气动减压阀结合流场计算与数学仿真进行了深入分析.简要介绍了高压气动减压阀的工作原理和先导阀的结构,提出采用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)研究阀内流场分布以进行结构改进及性能优化.对先导阀内气体流道进行分析并建立了Gambit三维仿真模型,用Fluent计算得出阀内流场分布,压力分布与理论计算符合得较好;速度分布云图及气流速度矢量图表明阀内结构对气流形成阻挡,容易导致结冰以及噪声,应加以适当改进.     

基于AMESim的高压气动减压阀的稳定特性

针对氢能源汽车中气动减压阀高压化减压时减压阀稳定性下降的现象,对一种带有先导稳定流量器的高压气动减压阀进行特性研究。建立高压气动减压阀的AMESim仿真模型,仿真分析了其压力、流量特性、高压气动减压阀先导阀弹簧刚度、先导稳定流量器活塞阻尼孔、高压气动减压阀主阀弹簧刚度、主阀出口腔等参数对高压气动减压阀稳定性的影响。研究结果表明,带有先导稳定流量器的高压气动减压阀在高压化减压时,其出口压力稳定,压力振荡小,动态响应快。同时,适当地增大复位弹簧刚度,先导稳定流量器活塞阻尼孔,出口腔容积的增大,可提高阀的输出压力的稳定性和快速性。     

锥型阀芯的高压气动减压阀设计分析

分析了氢能源汽车车载高压气动减压阀的结构和设计方法。具有锥型阀芯的车载高压气动减压阀通过阀体内部结构实现阀芯的最大开口量控制,阀的开口面积和阀位移成线性关系。建立了减压阀的静态和动态数学模型。减压阀的初始工作压力,控制压力以及最大控制压力和压力控制精度可以通过恰当地设计弹簧刚度,预压缩量和阀通径等参数来实现,定值输出减压阀可以保持出口压力基本恒定。     

气动电磁微阀的仿真研究

提出一种可用于气动微流控芯片气压控制的电磁致动微阀,阐述了微阀的工作原理与结构,利用Fluent软件嵌入UDF函数对几种不同阀口开度下流场分布特性进行了仿真分析,给出了不同阀口开度下流场速度、阀口前后压力变化以及微阀的出口流量特性分析结果。     

高压气动减压阀的结构优化与特性分析

对氢能源动力汽车的输氢系统来说,要解决的关键问题就是高压氢气的减压,本文针对该系统中的关键性元件高压气动减压阀进行了研究。为保证1次加氢后连续行驶距离达到300km以上,要求氢能源汽车车载输氢系统储氢气瓶的压力达到35MPa以上,氢能源汽车质子交换膜燃料电池所提供的氢气的正常工作压力为0．16MPa。通过对阀的各个主要部件进行分析,优化了该阀的结构,设计了一种新型高压气动减压阀;建立了阀的数学模型,运用MATLAB／SIMULINK仿真软件,分析了该阀的静态特性和动态特性。     

氢能源汽车车载超高压气动减压阀的机理与特性分析

分析了车载超高压气动减压阀的工作机理、基本特性及其影响因素．气动减压阀阀芯与阀套在结构上形成压力反馈腔,将负载压力反馈给弹簧,稳定出口压力．分析结果表明：阀内流道的等效阻尼长度和压力反馈腔体积是影响阀出口压力的重要因素．流道等效阻尼越小,阀口关闭越快,出口压力波动越小;压力反馈腔体积越大,其压力缓冲作用越明显,出口压力波动越小,但延迟时间越长．     

电驱高压气动减压阀动态特性仿真研究

设计了一种电驱高压气动减压阀,采用直流电机驱动活塞直动式减压阀,通过调节直流电机的转动角度来控制减压阀的出口压力。减压阀的调压性能受到直流电机控制电压、调压弹簧刚度以及活塞作用面积的影响。为此,建立电驱高压气动减压阀的数学模型,基于MATLAB/Simulink搭建电驱高压气动减压阀的仿真模型,分析直流电机控制电压、调压弹簧刚度以及活塞作用面积对其出口压力的影响,得出电驱高压气动减压阀合理的设计参数,最后对其进行阶跃响应与正弦响应仿真分析。结果表明,电驱高压气动减压阀具有良好的调压精度和动态特性,对同类型气动减压阀的结构设计和优化以及控制特性的改善具有一定的指导意义。     

平衡套筒式减压阀设计

针对高压降下的节流减压易产生气蚀导致减压阀节流件过早损坏问题,设计了平衡套筒式阀瓣结构,使一套阀瓣实现两级节流,减小单级节流压降,避免了气蚀产生。     

电液伺服阀喷嘴挡板阀流场分析

分析了力反馈两级电液伺服阀喷嘴挡板阀处的流场.首先利用Gambit软件进行网格划分,建立Solidworks三维模型,采用CFD计算流体动力学方法得到了喷嘴挡板一级阀的压力场和速度场.结果表明:固定节流口、喷嘴挡板间隙和回油阻尼口处存在节流减压现象,最高流速发生在固定节流口和喷嘴挡板间隙处.分析结果对喷嘴挡板阀的数字化...     

节流口结构对超高压插装阀液流特性的影响

超高压是液压系统未来发展的方向之一,因此分析超高压液压元件的性能非常重要。针对DN25超高压插装阀3种不同阀芯节流口结构的液流特性进行了分析。以Fluent软件为平台,建立了3种不同节流口结构的DN25超高压插装阀流场有限元模型,结合阀口的节流特性分析了流体的速度场和压力场,得到了不同阀口开度下的流量以及阀芯所受液压力,为超高压插装阀结构设计提供了理论基础。     

基于热流固耦合的多级降压阀构件变形分析

提出一种多孔型多级降压调节阀,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对调节阀的内部流场、压力场进行数值仿真分析,得到该阀的流量特性曲线,通过与标准流量特性对比,可以优化节流孔的配置;同时,仿真得出阀内流场压力分布,证明其降压元件具有良好的降压效果,针对在高温、高压工况下,阀内件的变形规律进行分析,仿真得到阀内件在热流固耦合条件下的变形值,且得到各物理场对阀内件变形的影响程度;仿真得到在热流固耦合条件下,阀塞和套筒配合面间变形后间隙,精准判定阀的工作可靠性,为设计该类调节阀的内套筒与阀塞尺寸公差提供技术支持。     

基于COMSOL液压节流阀内部流场数值模拟研究

针对不同开度下U型节流阀内部流场的变化,基于软件COMSOL Multiphysics建立CFD数值计算模型,得到了节流阀内部流场的速度、压力分布等随着阀口开度变化的特性云图。研究结果表明：节流口处压力下降梯度较大,并出现局部低压区。阀内流体速度在经过阀口处急剧变化,阀口附近流速达到最大,并沿流体流动方向形成一个空心锥形高速射流区域。即流体出口端射流出射方向倾斜指向出口,另一过流面中流体出射方向指向阀座,并沿阀体壁面流动。此外,随着阀口开度减小,阀口处速度大小和阀口附近压力几乎不变,但是节流口流体出射方向角度变大。     

螺纹插装式缓冲溢流阀的流场分析及结构改进

螺纹插装式缓冲溢流阀作为缓冲阀的一种,已经广泛应用于各类工程机械。在分析液压回转马达缓冲式溢流阀结构及工作原理的基础上,运用Fluent流场仿真软件对其流道模型内部流场进行仿真研究。通过流场速度矢量分布图及压力云图,对不同参数下该阀的流场特性进行分析,据此对缓冲溢流阀进行结构改进。结果表明在阀芯上加均压槽有助于减小阀腔内的局部高压而降低系统的压力冲击,从而提高缓冲式溢流阀的缓冲性能。     

阀芯行程对角座阀流量特性影响的数值研究

采用数值模拟和实验研究相结合的方法,研究阀芯行程对角座阀流量特性的影响。将阀芯行程为10 mm和14 mm时阀内介质流量的测试数据和数值计算结果进行对比,验证了数值模拟的准确性。在此基础上,对不同行程条件下阀内的速度场、压力场和流动旋涡进行分析。结果表明：随着阀芯行程的增加,阀门出口处的低压区域逐渐向下游移动,阀内的高流速区域更集中,流动旋涡更规则;因此,在较大的行程条件下,阀内介质的流动稳定性更好,流动阻力更小,具有更高的流量系数;在阀芯弹簧受力允许的条件下,应尽可能增加阀芯行程,提高阀门流通能力。     

高速透气阀压力阀流场分析及启闭特性研究

建立了高速透气阀压力阀的出流流场模型,对其压力场及速度场的分布情况进行了分析。通过对比阀门在半开和全开状态下的流场分布,得知:压力阀阀门在全开状态时阀内压力更小,气体出流速度更高,为比较好的工作状态。讨论了压力阀开启和关闭的具体过程,对于只有重力控制和重力与磁力联合控制两种情况下压力阀的启闭特性分别进行了研究,分析了磁力对于透气阀的稳定开启和消除颤振所起的作用及阀门控制力的设定原则。分析结果可为高速透气阀的优化设计和应用研究提供借鉴。     

小开度节流阀流场特征及空化流动的数值分析

基于两相空化流动的控制方程和湍流模型,对节流阀在小开度下的流场特征及空化流动进行数值分析。结果表明:流体在流经节流口时,流速急剧增加,压力迅速降低至液体的饱和蒸汽压以下,形成空化。当节流阀出入口压差增大时,出口边界流速明显提高,出口两侧的流速差异更加明显,且在低速流一侧形成涡流。并且,出入口压力差的增加、阀门开度的减小会导致空化区域扩大,强度增加。研究成果可为节流阀的后续优化设计和操作提供理论依据。     

基于节流-分流耦合的高压高速节流口空化抑制方法

开展高压高速节流口的空化抑制方法研究是提升阀的寿命和可靠性的关键环节。针对高压高速节流口空化破坏严重的问题,提出了一种基于节流-分流耦合的空化抑制方法。该方法采用多级节流的方式,实现阀口压降的多级承担,有效减小阀口压力梯度并降低流速;通过在阀出口采取多排孔分流的方式,改善流线布局,减少流体冲击。以电磁卸荷阀为例,分析卸荷阀动态性能,获得高压高速节流口实际工况,开展高压高速工况下节流口流体仿真。仿真结果显示,相较多级节流方式和多孔分流方式,所提出的方法可显著改善流场的压力和流速分布,实现了阀口空化现象的有效抑制。     

双U形节流槽滑阀多场耦合特性研究

液压滑阀在工作过程中阀芯卡滞及磨损现象严重,为了改善阀腔流域特性及液压阀的工作性能,构建了液压滑阀的简化模型,基于计算流体力学对双U形节流槽滑阀阀芯及阀腔内流域动态特性进行了分析.研究了节流槽数量、阀口压差对阀腔内流体速度场、阀芯温度场及阀芯应变场动态特性的影响.研究结果表明,随着阀口压差的增加,流体的最大流速以及阀芯...     

高压差迷宫式调节阀流道设计研究

为提高调节阀在高压差工况下的降压控速能力,以迷宫式结构的调节阀为主要研究对象,根据流体力学理论和多级降压原理,对分流式和对冲式两种流道结构的迷宫调节阀进行数值模拟,获得了两种流道内部压力和速度的分布信息,并绘制成压力及速度变化的对比曲线。分析结果表明:在相同工况下,分流式流道更利于降压,而对冲式流道控速效果更加明显。通过分析这两种流道的结构特点,改进设计出一种新型流道,此结构能全面兼顾降压和控速的性能。