新型比例方向阀动态特性仿真研究

根据位移-先导流量反馈原理设计出一种新型三位四通比例方向阀,使新阀具有既可闭环控制,又可开环工作的容错控制功能。通过对整阀模型的线性化处理推导出一阶动态数学模型,分析了节流槽面积增益、阀芯面积比和阀口压差对系统转折频率的影响。利用多学科仿真软件SimulationX中的标准元件库和类设计器工具TypeDesigner建立了阀的液压系统模型,分别在时域和频域中对电闭环阀的动态阶跃响应和频率响应特性进行分析,对比仿真了不同阀芯面积比和节流槽面积增益对动特性的影响。研究表明:新的流量反馈型比例方向阀具有较高的闭环响应带宽和能量效率。     

阀口形状对多路阀静态性能的影响研究

节流阀口的形状对多路阀的性能有重要影响,以某型多路阀铲斗联的节流阀口形状为研究对象,采用将节流阀口形状转换为过流面积曲线的方法,仿真研究了不同节流阀口形状对多路阀流量特性、压力特性、速度刚度和液压缸速度等静态性能的影响。仿真结果表明,节流阀口形状所转换的过流面积曲线斜率大小直接影响多路阀的微调特性和缓冲能力,为多路阀节流阀口形状的设计与优化提供了理论参考。     

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。     

分流集流阀中节流阀口的过流面积分析

以分流集流阀中的固定节流阀口为分析对象,根据渐扩型节流槽和等截面节流槽的计算准则,分析不同形状下阀口等效过流面积的数学公式。运用MATLAB编程计算得出阀口过流面积。分析不同形式节流槽过流面积的特点,比较其对系统流量特性的影响,为分流集流阀中节流阀阀口的设计选取提供参考。     

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。     

拖拉机电液比例提升阀静态特性仿真与试验

电液比例提升阀由定差溢流阀和二位三通比例节流阀组成。定差溢流阀使节流阀两端压差稳定,从而稳定提升阀的输出流量。在对比例提升阀建立静态仿真模型时,由于定差溢流阀与节流阀的阀芯节流口形状和流动状态较复杂,使用传统的液动力公式难以准确计算阀芯所受的稳态液动力,从而影响阀的静态性能计算精度。为了准确地通过计算获得比例提升阀的静态特性,采用Fluent软件进行流场仿真计算节流阀与定差溢流阀在不同阀口开度和压差下的稳态液动力数值,并对其进行插值处理得到阀口稳态液动力与阀口开度、压差之间的插值模型,再代入仿真模型中解得比例提升阀的静态性能。试验结果表明,稳态液动力采用流场仿真插值法所获得的静态性能仿真结果与试验结果具有很高的吻合度。     

基于AMESim的比例伺服流量阀建模与仿真

针对液压控制系统中常用的比例伺服流量阀,应用AMESim软件对其流量特性进行了仿真研究。分析了定压差减压阀阻尼孔径、节流阀阻尼孔径、节流阀座孔径、弹簧刚度以及弹簧预紧力对其流量特性的影响。通过对仿真模型结构参数的合理调整,得到了与实验结果吻合的仿真模型,为比例伺服流量阀的优化设计和液压控制系统设计提供参考。     

新型矿用比例方向阀动态特性及控制方法分析

适用于液压支架的比例方向阀代替现有的开关型方向阀,是液压支架智能化的重要组成部分。提出了一款适用于液压支架系统的比例方向阀方案,其兼有手动开关控制模式和电液比例控制模式,建立了其数学模型和仿真模型,分析了其动静态特性。研究表明:主阀进液阀芯位移与输入信号占空比呈线性反比例关系;合理设计反馈槽宽度和进液阀芯面积比可以提高阀芯的响应速度;当仅有液压反馈时,进液阀芯位移仍受控于输入信号,避免了因传感器失效对控制系统造成的灾难性事故的发生;通过增加电反馈与原有液压反馈构成双反馈控制的方式,大幅提高了阀的响应速度、线性度、滞环等特性。     

阀口形状对套筒调节阀调控特性的影响

为了满足管道系统调节性能的要求,本文基于计算流体力学(CFD),研究了阀口节流截面形状对套筒调节阀调控的影响。讨论了椭圆型阀口、V型阀口和扇形阀口3种类型的节流阀。结果表明,流道的几何形状对流量系数影响很大;V形阀口具有类似的等百分比流量特性;扇形阀口具有类似的线性流动特性。相对特性随截面形状的变化而变化。在小开口时,阀门的内部流动更为复杂。阀芯附近的能量损失相对较大。     

二通插装式电液比例流量阀的仿真分析

为解决原始电液比例节流阀(结构简单但刚性差)负载变化大的执行元件的速度稳定性问题,基于Valvistor型液压插装阀的流量反馈原理,设计了具有较好的动静态特性的插装式流量反馈型电液比例流量阀,用位移传感器检测先导阀的位移,并对该原理的比例流量阀的动静态特性作了仿真分析,验证所提原理的正确性。     

挤压机节流调速系统的研究

以125MN挤压机为背景,针对用于125MN挤压机活动横梁速度控制的原有节流系统,存在阀的稳定性差,控制精度不高的缺点,提出一种以电液比例控制阀为先导阀并带位移传感器和压力传感器的新型大通径(80mm)水节流阀,对该阀阀芯位置控制原理、流量特性、控制策略以及先导阀-节流阀系统动态特性进行研究;并采用状态空间法建立了节流阀阀芯位移控制系统的数学模型,用Simulink对该模型进行仿真,得出该系统在输入为一阶跃信号下的节流阀阀芯的位移动态响应曲线和速度动态响应曲线,并分析该节流阀在实际应用过程中的动态响应特性;得出了节流阀阀心位置控制系统仿真模型的响应时间和超调量,以及在实际应用过程中的响应时间和超调量.     

典型节流阀口的过流面积与水力直径计算与分析

以典型阀口为分析对象,根据等截面节流槽与渐扩型节流槽的计算准则,应用微积分推导出复杂阀口等效过流面积的精确计算公式,并计算相应的水力直径。运用MATLAB编程计算得出阀口过流面积与水力直径曲线。分析不同形式节流槽过流面积与水力直径曲线的特点,比较其对系统流量特性的影响,为节流阀阀口的设计与选取提供参考。     

二级节流阀口空化特性表征研究

探讨了二级节流阀口空化概率的表征,并在经典空化数σ基础上提出了适用于二级节流阀口空化剧烈程度表征的空化指数计算式。在节流阀口空化表征基础上研究了U形和V形节流阀口的空化特性曲线,得出如下结论：U形和V形节流阀口的空化气蚀剧烈区始终集中在较小过流截面A2上,并且当阀口体积流量方向反转时节流空化特性表现出明显差异;当流体流入过流截面A1时A2截面上的空化指数要大于流体流出过流截面A1时A2截面上的空化指数,从宏观上则反映为流入截面A1时的体积流量要小于流出A1时的体积流量。     

减振器节流阀非线性特性的有限元模拟分析

探讨汽车筒式液阻减振器节流阀非线性动态特性的有限元分析方法。利用ADINA有限元分析软件分别建立板阀型节流阀的结构动力学模型和流体动力学模型,并利用其液一固耦合分析模块,对此耦合模型进行瞬态响应分析,得到阀的非线性节流特性、阀板的动态运动响应以及节流阀内流场特性。模拟计算结果与实验结果具有较好的一致性,节流阀在工作时开度很小,液体压力场具有强不均匀性,液体对阀板的作用力也具有不均匀性,板阀型预载阀的节流特性接近于线性,节流通道在大流量下对节流阀的特性有较大影响,     

某型直升机农林喷洒系统性能分析

为研究某型直升机农林喷洒系统的流量调节特性和泵特性,文中建立了由药箱、离心泵、三通电磁阀、节流阀、喷头等组成的系统仿真模型。通过设置不同的节流阀开度和喷头过流面积,模拟得到了喷洒系统的流量特性和泵特性。仿真结果表明,控制节流阀开度,能够实现喷洒流量调节;而改变喷头过流面积,能够显著拓宽流量调节范围。减小节流阀开度或喷头过流面积,泵的扬程基本维持不变,但泵的效率随之降低。     

压差-电气-面积补偿型高压大流量电液比例调速阀的研制

现在工业上多采用压差补偿型比例调速阀或者流量反馈型比例调速阀 ,但传统的压差补偿型比例调速阀控制流量小 ,控制压力低 ,控制精度也不高 ;流量反馈型比例调速阀结构复杂 ,价格昂贵。为此作者根据压差 -电气 -面积补偿原理 ,采用先导式阀体结构 ,设计了能在高压工况下对大流量进行精确控制的比例调速阀 ,测试并分析了新阀的性能。     

气压比例方向阀非线性特性的校正

气压比例方向阀由于其非常高的响应频带，因此在气压伺服系统上具有重要应用。但由于气压比例方向阀采用正遮盖阀口时，在零位附近存在死区，造成此时阀的流量增益、压力增益都非常小，这个特性对于高性能的气压系统定位和轨迹跟踪控制有重要影响。文章通过实验研究比例方向阀的流量特性和压力特性，利用工作点线性化描述阀的特性。采用逆函数法补偿比例方向阀在零位时的非线性特性。对气压系统三阶传递函数模型进行了仿真。仿真和实验结果表明了逆函数补偿法的有效性。     

高效节能的功率敏感泵

功率敏感泵的输出压力和流量可随负载变化,从而可使液压系统的效率大幅度提高。功率敏感泵的工作原理如图1所示。 负载敏感阀Ls与系统中可调节流阀组成调节器,限压阀Pc控制泵出口的绝对压力。 1． 压力适应过程。当负载压力PL发生变化时,节流阀的可变节流口面积A不变,节流阀两端压差由Ls阀调定,也近似不变,泵出口压力Pd随PL变化,同时泵的输出流量不变。 2． 流量适应过程。当改变节流阀节流口面积A时,泵出口压力发生变化,Ls阀阀芯移动,引起变量活塞移动,从而使泵的输出流量变化。 在实际工况下,泵的输出流量和压力与负载相…     

先导流量压差变化-位移校正电液比例阀特性

比例流量阀可根据设定信号连续比例控制执行器的速度或者转速,是重要的电液控制元件,广泛应用于各类电液系统。传统电液比例流量阀为消除负载压力变化对流量的影响,需要采用压差补偿器或流量传感器,增加了阀结构的复杂性和体积,并引起附加的节流损失。针对这些问题,根据Valvistor阀的流量放大特性,提出基于先导流量压差变化-位移校正、主阀流量放大的新型电液比例流量控制原理,该方法根据压力传感器检测的先导阀口压差实时校正先导阀芯位移,并通过主阀线性放大先导阀流量。研究中,建立新型比例流量阀的数学模型,推导得出基于补偿原理的控制策略;进一步建立阀的仿真模型,对比分析补偿前后比例流量阀的静动态特性;设计制造试验样机,通过试验验证了所提原理的可行性。测试结果表明,采用该原理可消除主阀口压差变化对输出流量的影响,动态响应快,特别适用于大流量的电液流量控制。     

基于Fluent的某滑阀内部流场仿真与分析

基于Fluent流场仿真软件,对某滑阀内部流场进行数值模拟和可视化研究。在相同计算条件下,分别对不同阀口开度下的三维模型进行稳态模拟仿真,得到滑阀内部流场的速度压力、流量特性以及流量系数的变化规律：在相同的压差条件下,随着阀口开度的增大,阀口处的最大速度、流场的最低压力、流量系数都随之降低。通过改变节流槽的形状进行仿真比较,得到流量系数与节流槽截面形状密切相关,在阀口开度相同的条件下,随着进出口压差的增大,半圆形节流槽滑阀的流量系数变化比较明显。研究为滑阀的优化提供了有效数据,并且对同类型产品的相关研究具有一定参考价值。