先导式大流量高速开关阀的关键技术研究

介绍了一种新型的先导式大流量高速开关阀。先导阀采用无弹簧复位式双电磁铁驱动,大大提高了先导阀芯的开、关速度;先导阀结构形式采用二位三通滑阀式结构,加快了主阀芯上腔压力的上升与下降速度,从而提高了主阀芯的开启/关闭速度。试验结果表明,该阀在进口压力8 MPa的情况下,主阀开启/关闭时间均在0.8～1.0 ms之间。在阀口压差为1 MPa的情况下,测得的流量大于49.68 L/min。     

一种滑阀先导型溢流阀

该文介绍了一种新型先导型溢流阀,其先导阀芯为滑阀结构,主阀采用二级同心反向插装式结构;该阀具有可调定压力低、流量大、稳压精度高、多种控制方式和使用功能多的优点。     

一种新型螺纹连接式插装溢流阀

新型螺纹连接式插装溢流阀为先导型结构。它将主阀和先导阀安装在同一阀套内 ,使得阀的结构紧凑 ,外形尺寸小 ,重量轻 ,安装维修方便。该阀工作灵敏 ,响应快 ,通油能力大 ,过流压力损失小 ,工作稳定可靠。除上述优点外 ,由螺纹式插装阀组成的油路块 ,可以大大减少泄漏点 ,是实现无泄漏液压系统的重要手段。该阀流量为 80 L / min,压力为 2 1MPa,其通径为 10 mm。新型螺纹连接式插装溢流阀的结构如图 1所示。图 1　新型螺纹连接式插装溢流阀结构P口是进油口 ,O是回油口 ,压力油通过主阀芯阻尼孔 d O 充满阀的内部阀腔。主阀芯右端的有效面…     

二通插装阀开关功能单元提高关闭速度的研究

本文介绍的是二通插装阀开关功能单元用液阻R_∑短路的办法,提高主阀芯关闭速度的研究。二通插装阀也称锥阀或逻辑阀。插装阀是由插装式主阀和相应的先导控制级组成的单一功能的二通式液压阀,如溢流阀、减压阀,节流阀和单向阀。     

DN80二通插装式伺服阀动态特性优化研究

针对国产DN80二通插装式伺服阀阶跃响应时间长的问题，提出先导控制腔优化方法以提高动态特性。首先建立先导控制腔三维数模，利用Fluent软件详细分析了主阀芯不同开口度的液动力分布情况，将先导控制腔的直径优化为90 mm;然后结合仿真软件AMESim对DN80二通插装式伺服阀进行动态特性研究。仿真结果表明：先导腔结构参数优化后减小了液动力，提高了动态响应特性。最后对优化后的DN80二通插装式伺服阀进行实验测试，其阶跃响应时间由40 ms缩短至23 ms,显著提高的了动态特性，验证仿真与优化的准确性。     

插装式比例节流阀动态响应的影响因素

插装式比例节流阀系统中叠加了位移反馈环节构成电闭环控制,介绍插装阀的结构及其工作原理,并应用仿真软件Simulation X建立插装比例节流阀仿真模型。通过仿真模型分析了主阀芯面积增益、主阀控制腔体积、先导阀弹簧压力等重要的结构参数对比例节流阀动态响应的影响,从而优化节流阀结构参数,使比例节流阀具有主阀开关响应速度快、超调量小、稳态误差小等良好的动态响应特性。     

进口小型电磁阀检测与维修一例

图1所示为一台国外引进气动设备上的一个小型电磁阀的结构原理图。这是一个先导式二位三通截止阀。主阀由阀体、阀座、阀芯(由阀芯杆、小密封垫、大密封垫组成)和端盖构成。旋出端盖,可将阀座连同阀芯一起从阀体中取出。阀的工作原理是:电磁先导阀的线圈断电时,在弹簧的作用下,动铁芯下部的胶垫堵住喷口a,切断气源通往主阀芯右端的气路,主阀阀芯右端腔室与先导阀排气口b相通,大密封垫8的右侧无气压作用,而主阀阀座内腔与气源P相通,压缩空气同时作用在大密封垫8的左侧与小密封垫4的右侧,但由于它们的受压面积不等,     

Valvistor电液比例流量阀稳定性及特性分析

插装式比例阀具有低泄漏、通流能力强、结构简单等优点,广泛应用于液压系统中,但插装阀所带来的振动及噪声等问题是制约其使用范围的重要因素。对采用流量放大原理的Valvistor型插装阀稳定性及性能进行研究,建立相应的数学模型得出该阀的稳定性条件,发现主阀稳定性与先导阀开口及面积增益有关;在SmiluationX软件环境中建立该阀的仿真模型,并利用实验对其进行验证。理论分析与仿真结果表明:随着主阀进出口压差、反馈窄槽面积梯度的增大,主阀芯响应速度加快,但会导致主阀芯不稳定区域增加;控制腔体积越小,主阀芯稳定性越好。研究结果为该类型阀性能的提高提供了理论依据。     

二通插装阀复式锥阀的研究与开发

一、概述二通插装阀由于结构简单,内阻小,流通能力大,工作可靠,对介质适应性强及密封性好等特点,近年来发展很快,如西德Rexroth公司生产的先导溢流阀、先导顺序阀等产品,在性能上都较普通液压阀有很大提高,并取得良好的应用效果。本文提出了复式锥阀结构以实现二通插装手动、机动换向的阀,并设计、研制了几种单体式液压阀,已申报专利。介绍如下: 二、复式锥阀结构及工作原理图1所示,它主要由阀套、主阀芯、先导阀芯、弹簧座、弹簧等组成,A、B为两个工作腔,X为控制腔。阀芯的启、闭由轴向受力平衡式所决定,当不计阀芯重量及粘性摩擦阻力时,主阀芯力     

二位四通水液压换向阀的设计与试验研究

提出了一种新型的适用于大流量系统的插装式二位四通水液压电液换向阀,它用一个二位三通先导电磁球阀控制四个插装单元来实现二位四通的换向功能。通过实验研究了该阀的稳态压差-流量特性,内泄漏特性;以及复位弹簧、先导阻尼等因素对阀动态性能的影响。实验结果表明:该阀的静态性能良好;采用无缓冲头的阀芯、先导阻尼孔为3 mm时换向阀的动态性能较优;常闭阀芯带复位弹簧的情况下,阀的响应时间加快,动态性能得到有效改善。     

二维电液比例换向阀动态特性及稳定性分析

二维电液比例换向阀兼具直动式和导控式比例阀的功能:正常工作压力下,比例电磁铁输出的推力通过压扭联轴器使阀芯转动,阀敏感腔的压力差动变化,驱动阀芯轴向移动,与此同时阀芯反向转动,敏感腔的压力又逐渐恢复为原来的值,阀芯到达一个新的平衡位置,实现对阀芯位移的液压先导比例控制;当工作压力为零时,则由比例电磁铁直接驱动阀芯。在正常的工作过程中,压扭联轴器不仅可以实现直线-旋转运动转换,还可将比例电磁铁的驱动力放大,使其能有效、可靠地驱动阀芯转动,从而提高其比例控制性能和工作可靠性。通过2D阀的建模、动态仿真及稳定研究,弄清2D阀的关键结构和工作参数对动态特性的影响,并建立2D阀的稳定条件,为其结构设计和优化提供理论依据。对2D阀试验研究,测得直动与导控两种工作状态下主要性能曲线与指标,试验表明2D电液比例换向阀不仅可以实现直动和导控的功能,而且通过先导控制可以有效克服液动力和摩擦力的不利影响,同时也证明了2D阀具有较快的响应速度和很好的稳定性。     

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。     

Deadzone compensation control based on detection of micro flow rate in pilot stage of proportional directional valve

The pilot operated proportional directional valves (POPDVs) with a flow rate ranging from 100 to 1000 L/min are widely used in electro-hydraulic systems (EHSs). The deadzone of the pilot stage valve and its control compensation could significantly affect the position control performance for the main stage valve that could directly affect dynamics of EHSs In this paper, it is concluded that micro flow rates exist at the intermediate position of the valve based on the analysis of the continuity equation of the flow in the control chamber of the pilot stage. The micro flow rate is helpful to eliminate the discontinuity and unsmooth domain in the previous inverse deadzone compensation function. An improved deadzone detection method is proposed to calibrate the pilot valve flow characteristics which include the micro flow rate. This new method avoids the threshold selection of the main valve spool displacement which affects the detected deadzone values. Its detection processes are realized based on the pilot flow rate characterized by the speed of the main valve spool and the pilot valve displacement characterized by the solenoid current. The deadzone compensation control strategy based on the improved deadzone detection method is also designed. The experimental results using the steady-state position tracking and sinusoidal position tracking methods are verified. It is concluded that the tracking accuracy of the main valve spool position is effectively improved with this control strategy.     

Development of a Novel Parallel-spool Pilot Operated High-pressure Solenoid Valve with High Flow Rate and High Speed

High-pressure solenoid valve with high flow rate and high speed is a key component in an underwater driving system.However,traditional single spool pilot operated valve cannot meet the demands of both high flow rate and high speed simultaneously.A new structure for a high pressure solenoid valve is needed to meet the demand of the underwater driving system.A novel parallel-spool pilot operated high-pressure solenoid valve is proposed to overcome the drawback of the current single spool design.Mathematical models of the opening process and flow rate of the valve are established.Opening response time of the valve is subdivided into 4 parts to analyze the properties of the opening response.Corresponding formulas to solve 4 parts of the response time are derived.Key factors that influence the opening response time are analyzed.According to the mathematical model of the valve,a simulation of the opening process is carried out by MATLAB.Parameters are chosen based on theoretical analysis to design the test prototype of the new type of valve.Opening response time of the designed valve is tested by verifying response of the current in the coil and displacement of the main valve spool.The experimental results are in agreement with the simulated results,therefore the validity of the theoretical analysis is verified.Experimental opening response time of the valve is 48.3 ms at working pressure of 10 MPa.The flow capacity test shows that the largest effective area is 126 mm2 and the largest air flow rate is 2320 L/s.According to the result of the load driving test,the valve can meet the demands of the driving system.The proposed valve with parallel spools provides a new method for the design of a high-pressure valve with fast response and large flow rate.     

直动型气动电磁阀综合性能测试系统研究

针对目前国内对直动式气动电磁阀测试存在的不足问题,采用高速数据采集系统,应用计算机控制技术,设计了电磁阀综合性能检测系统.测试项目主要有动态特性检测、密封性检测、疲劳寿命测试,并首次引入了最低先导压力的测试,突破了以往只针对单个参数测试的局限.为验证系统的准确性,设计完善了一种基于MATLAB/Simulink的电磁阀动态仿真模型,可应用于电磁阀设计时的多参数仿真和优化设计.运用仿真模型和测试系统,测试、分析了气路压力条件对电磁阀性能的影响,确定了电磁阀测试或使用时的最佳气路压力条件.实验结果表明:该系统能很好地对电磁阀的综合性能进行评判,系统时间分辨率达到0.1ms,压力分辨率0.1 kPa.     

面向飞机刹车压力伺服阀的电磁切断阀开启特性优化研究

电磁切断阀是飞机刹车系统的重要组成部分,电磁切断阀的动态响应对刹车压力快速控制有着重要影响。通过构建电磁切断阀AMESim模型,利用仿真分析研究切断阀的动态响应特性,并找出主要影响因素;为解决切断阀开启过程中负载腔出现的压力振荡现象,通过活塞左端油路添加节流阻尼孔、主阀芯重叠处开先导槽两种优化结构进行仿真分析,发现增加节流阻尼孔,能够降低压力振荡的最大压力值,但是会延长压力上升时间;而阀芯重叠处开先导槽的方法尽管对于压力振荡基本没有影响,但能在一定程度上缩短压力上升时间,加快压力响应,进而实现更快速的刹车压力控制。     

基于电流调制的电磁开关阀开关特性研究

电磁开关阀是阀控液压系统中重要的基础流控原件，其开关特性决定系统整体性能。传统驱动方式下，阀芯位移响应滞后于励磁驱动电流，阻碍频响的提高。提出通过建立位移反馈提升阀芯在阶跃励磁电流作用下的电磁力的响应特性，进而提升电磁阀位移频响的方法。对二位二通电磁开关阀建立了动力学与电磁学方程，搭建了阀芯电磁-动力学关键参数测量装置。试验验证了试验装置可行性并获得了阀芯位移响应的开环传递函数。结合试验数据，在Simulink中搭建了反馈对电磁开关阀开关特性影响的验证系统。仿真结果表明，通过利用电磁阀位移反馈，阀芯位移对励磁线圈的阶跃响应改善显著，响应时间相比开环阀芯驱动缩短了近53%。     

电磁先导阀阀芯故障的分析及处理

介绍了电磁先导阀的工作原理,分析了电磁先导阀阀芯磨损的原因,论述了零部件结构改进方法。     

基于AMESim的长江船闸液压启闭机液压系统中插装式平衡阀稳定性分析

以长江船闸液压启闭机液压系统为对象进行研究,利用AMESim软件搭建该液压启闭机液压平衡回路仿真模型,并对整个船闸开启过程和关闭过程中插装式平衡阀内主阀芯弹簧刚度等主要参数进行单因素仿真。利用统计学分析这些单因素参数对长江船闸液压启闭机液压系统稳定性的影响。基于L₂₅(5⁴)正交试验,采用方差和极差分析法处理液压缸运行的压力曲线,得到选择范围内最佳的参数组合。结果表明：平衡阀内控制阻尼孔和主阀芯刚度等主要参数对液压缸运行压力和速度平稳性会产生重要影响,且通过正交试验可知较优参数组合为：阻尼孔尺寸0.71 mm,主阀芯弹簧刚度402 N/mm,主阀芯弹簧预紧力60 N,单向阀芯弹簧刚度3.87 N/mm。为螺纹插装式平衡阀的设计及液压启闭机液压系统参数优化提供指导。     

先导式电磁开关阀的控制方法优化

踏板行程模拟装置作为集成制动系统(IBS)的关键部件之一,其作用是为驾驶员提供良好的踏板感觉,保证制动的安全性。该装置核心部件——先导式电磁开关阀的性能直接关系到踏板感觉的效果,对其进行深入的研究,建立先导式电磁开关阀不同子系统的数学模型,并运用AMESim软件搭建多场耦合模型并进行仿真,分析了环境温度、驱动电压对电磁阀性能的影响。通过仿真与实验分析发现,传统控制方法存在电磁阀发热量较大的问题,这极大地限制了电磁阀的使用。针对该问题,提出一种变电压控制方法,实验结果表明,新控制方法可以保证电磁阀长时间正常工作,有效提高电磁阀的工作能力。