新型高压水压数字溢流阀的研究与开发

针对水压传动存在的技术难点,研发出一种新型结构的高压水压数字溢流阀.详细介绍该数字溢流阀的结构原理以及其单片机控制的接口和程序流程,并在建立其数学模型的基础上进行计算机仿真和实验测试.仿真和实验测试结果表明,新型数字溢流阀的各项技术指标压力超调量、开启率、闭合率、动态响应时间和调压偏差等都满足实际的应用要求.     

直动式锥形溢流阀性能分析

对工程上近期出现的直动式锥形溢流阀进行了静动态分析,通过稳定工作时阀芯受力平衡,建立了流量压力方程,绘出了Q一P曲线,得出了该阀较直动式圆柱形溢流阀调压偏差小,开启比大的结论,并说明了原因;又用功率键合图,建立了动态特性的数学模型,采用四阶龙格──库塔法、定步长,在微机上进行了动态过程仿真,并自动地打印出动态过程的压力和阀的位移曲线,找出了影响动态过程品质的主要因素,和阀芯移动时的阻尼．对直动式锥形溢流阀的优化设计和正确使用具有参考价值．     

基于AMESim的先导式溢流阀仿真优化分析

为了提高一种用于液压缸过载保护的先导式溢流阀的响应速度,本文在研究先导式溢流阀工作原理的基础上,运用液压仿真软件AMESim对溢流阀进行了仿真分析,分析了影响溢流阀响应速度的因素,并提出了提高先导式溢流阀响应速度的措施.通过优化,使先导式溢流阀的开启时间由0.0545 s降低至0.0135 s,效果明显,对于先导式溢流阀的设计有一定的理论指导作用.     

溢流阀原理及应用的深入分析

溢流阀是压力控制阀的一种,较为广泛地运用于各种液压系统中,其通过阀口的溢流,使被控制系统或回路的压力维持恒定,实现稳压调压或限压作用,在液压回路中发挥着不可替代的作用。阐述了直动式溢流阀和先导式溢流阀的结构构成,研究了溢流阀工作原理,分析了溢流阀的溢流特性,并结合具体问题进行了探讨,可为溢流阀的应用者提供一定的借鉴。     

交变压力下溢流阀主阀口异常开启分析与优化

针对液压激振系统中存在交变压力的情况,为研究交变压力下先导式溢流阀的响应特性,对先导式溢流阀进行理论分析和AMEsim仿真分析,并进行试验对比研究.结果表明:交变压力下先导式溢流阀主阀口存在异常开启现象,增加系统能量损失;主阀口异常开启量随交变压力幅值增大而增大.通过减小主阀芯上腔容积、降低油液黏度和增大阻尼孔直径,可减小主阀口异常开启量.试验结果与仿真分析基本一致,验证了仿真分析的正确性与可靠性.     

振动环境下双级溢流阀的建模与分析

为研究溢流阀在液压能源启动过程、整机振动环境下保持必要的服役性能,建立了振动环境下双级溢流阀的数学模型及特性的分析方法. 研究结果表明:溢流阀先导阀作成平衡活塞防振尾端结构形式可以实现减振、消声、稳压的功能;双级溢流阀分为先导阀开启前、主阀开启前和稳定工作3个阶段;整机振动对双级溢流阀压力控制性能的影响大;结构参数决定了溢流阀的延迟时间和动态特性.      

先导式溢流阀泄漏量对其静态特性影响的仿真研究

应用TK Solver软件仿真研究先导式溢流阀内泄漏量对其静态特性的影响，揭示了内泄漏量对开启压力、调压偏差的影响。其结果对合理确定配合间隙，保证先导式溢流阀质量及降低制造成本具有重要的实际意义。     

气压式电子驻车制动系统控制电磁阀的匹配研究

针对气压式电子驻车制动系统中的电磁阀匹配问题,对改进设计的直动式两位两通电磁阀,以及常见的微型电磁阀、分步直动式电磁阀进行研究。首先对气压式电子驻车制动系统展开了研究,然后依据系统方案设计搭建气压式电子驻车制动系统的阀类试验台,对三种电磁阀进行静、动态特性试验研究;并对不同控制频率和占空比下的系统压力响应特性进行了研究。试验结果证明改进设计后的直动式两位两通电磁阀对于气压式电子驻车制动系统具有优于其余两种阀的匹配性。最后,对该直动式两位两通阀开关动作下系统的压力滞后特性进行研究,得到电磁阀的通电时间至少应大于开启滞后时间20ms,电磁阀的断电时间至少要大于关闭滞后时间24 ms。     

直动式海水液压溢流阀的稳定性能分析

基于一种直动式海水液压溢流阀的结构以及数学模型展开了相关的数值分析.首先,采用现代控制方法获得该阀的状态方程,并结合经典工程控制理论获得溢流阀的传递函数模型;其次,采用Routh稳定性判据对阀的稳定性做出了判定,并做了相对稳定性分析;最后,通过仿真分析获得了该阀的动态特性曲线以及上升时间等动态特性参数,同时对阀在脉动流量输入条件下的动态性能进行了仿真.仿真分析结果表明,该海水溢流阀稳定性能满足要求,且有比较强的环境适应性.     

液压起重机过载保护系统的设计

采用凸轮和杠杆机构作为控制装置, 以完全机械-液压方式, 不需电的转换, 研究设计了一种液压起重机角反馈自动调压系统. 系统利用凸轮机构作为吊臂角位移信号输入和转换的环节, 将输入量吊臂变幅角度α转换为与之相对应的系统压力p1所要求的先导式溢流阀导阀调压弹簧的预压缩量Xt2. 采用杠杆机构作为比例环节以实现线位移的放大以及相互作用力的匹配, 从而控制Xt2以实现吊机系统压力p1随吊臂变幅角度α的自动连续调节. 系统的核心部分是一个专用先导式溢流阀, 它起到根据控制信号调节系统压力p1的作用, 实现机-液的转换. 先导式溢流阀采用差压式结构, 提高了其在低压范围的调压稳定性, 并可获得较好的启闭性能, 从而实现了用1根调压弹簧在吊机工作压力3～17 MPa(本例)范围内进行连续调压. 液压起重机角反馈自动调压系统设计的关键在于通过理论计算预先确定先导式溢流阀调定压力p1与先导阀调压弹簧预压缩量Xt2的函数关系, 作为控制系统设计的基础. 实验结果表明, 采用液压起重机角反馈自动调压系统可以较好地解决液压起重机施工过程可能出现的过载问题.     

705试验台智能化改造设计与实现

705试验台是检测列车分配阀性能的重要实验设备,为了提高其测量精度和实现测量过程的自动化,分析了试验台存在的主要问题,将试验台进行智能化改造,通过把原有试验台手工操作回转阀和风门改为电磁阀、气动截止阀、电空阀替代,采用工业计算机、工控板卡（PLC）、外围控制及采集电路、压力传感器、数显锁定仪等,使试验台达到智能化要求,具有自动和手动两套独立操作系统,实现对分配阀的快速精确检测,操作简便,较原有705试验台性能有很大提高。     

Lumped Parameter Mass Flow Rate and Pressure Control Characteristics Model for High-Speed Pneumatic PWM on/off Valve

Aiming at solving the problem of strong coupling characteristic of the key parameters of high-speed pneumatic pulse width modulation（ PWM） on / off valve, a general lumped parameter mathematical model based on the valves time periods was well developed. With this model,the mass flow rate and dynamic pressure characteristics of constant volumes controlled by high-speed pneumatic PWM on /off valves was well described. A variable flow rate coefficient model was proposed to substitute for the constant one used in most of the prior works to investigate PWM on /off valves＇ dynamical pressure response, and a formula for disclosing the inherent relationship among the PWM command signal,static mass flow rate,and sonic conductance of the valve was newly derived.Finally,an extensive set of analytical experimental comparisons were implemented to verify the validity of the proposed mathematica model. With the proposed model, PWM on /off valves＇ characteristics,such as mass flow rate,step pressure response of the valve control system,mean pressure and ripple amplitude,not only in the linear range,but also in the nonlinear range can be wel predicted; Good agreement between measured and calculated results was obtained,which proved that the model is helpful for designing a control strategy in a closed loop control system.     

变量叶片泵的恒功率控制研究

以VK2 70FA变量叶片泵为研究对象,利用脉宽调制(PWM)高速电磁阀开关,通过对该泵变量机构的调节,改进了这种变量泵的控制方式,达到了恒功率控制的目的.改进后的数字变量泵具有抗污染能力强,重复性好,与计算机接口方便,价格低廉的优点;同时由它所组成的系统不需要像模拟机那样的D/A转换环节,摩擦力、非线性和滞后现象对数字控制系统的影响比模拟系统小,是一种很有前途的流控元件.     

水压大流量高速开关阀设计及试验研究

为满足大流量和快响应电液控制系统的需求,采用大功率直线电机分步直接驱动先导阀与主阀阀芯,将直线电机驱动技术与先导阀结构紧密结合,研制出一款直线电机驱动的水压高速大流量开关阀.建立了开关阀AMESim模型,并对其关键结构参数进行了仿真优化,得到了其动态特性曲线.通过Matlab/Simulink对直线电机位置环及速度环进行双环运动规划,控制阀芯的运动状态,进而实现阀口开度的精确数字控制,提高了大流量高速开关阀的控制精度.完成了开关阀原理样机的研制,开展了直线电机控制的运动轨迹试验研究.结果显示,其跟随性能良好,能够实现设定的运动规划,与仿真结果基本相符,满足高速、大流量的技术要求.      

基于Fluent的直动式纯水溢流阀内部流场建模与仿真分析

利用Fluent软件对直动式纯水溢流阀内部流场进行了仿真,得到了压力分布、速度矢量分布、紊流动能分布、能量耗散分布图,可以看出阀的进口处压力分布最密、流速大幅增加、紊流动能和能量耗散分布比较密集;分析了结构因素对气蚀腐蚀的影响,阀座及阀芯拐角处负压值低、气蚀严重;分别对阀座拐角处进行倒角、阀芯拐角处进行倒圆,结果表明经过结构优化后的溢流水阀气蚀现象得到明显改善.     

高速开关阀在高频PWM控制下的比例功能

在现代汽车制动系统(如制动防抱死系统(ABS)、电子稳定程序(ESP))中,为了控制制动压力,一般采用电子控制单元(ECU)控制的二位二通的高速开关电磁阀来实现制动轮缸的压力增压、保压和减压的控制。由于传统高速开关阀只能实现开或关两种状态,为了提高系统的控制精度,对高速开关阀的开关比例功能也要求越来越高。该文在MATLAB的Simulink中建立了高速开关阀的脉冲宽度调制(PWM)控制仿真模型,研究了在2～4 kHz的调制频率下,通过改变PWM控制下的占空比,来实现高速开关阀的比例开关功能。并进一步分析了不同参数对高速开关阀PWM控制的比例开关功能的影响。通过本研究,拓宽了高速开关阀的功能应用范围,达到了精密控制制动压力的效果,对汽车ABS和ESP中的高速开关阀的控制提供了参考,从而使得制动压力的增加过程能够更加平稳有度。     

单片机控制的数字比例阀系统

介绍单片机在数字比例阀控制系统中的应用,包括系统的工作原理、组成、系统的硬件、软件设计,利用电机做Ｄ／Ａ转换器,用增量方式绎液压阀的压力流量进行控制,使之具有灵活性、可靠性、价格低廉、抗污力强、重复性好、工作稳定和功耗小等优点,该系统具有广泛的实用性。     

以高压气体为动力的水压施加装置与控制系统设计

稳定水压供给设备是岩石力学水力耦合试验的关键装置,以高压气体为动力设计的水压施加装置具有压力稳定、能耗低的优点。本文以PC为上位机,西门子S7-1200为下位机设计了一种以高压气体为动力的压力控制系统。系统中PLC采集数据与上位机目标压力值实时交互,通过自动控制电磁阀开闭实现高压气体输入量的动态调控,待系统内水压接近设定目标值后,再由控制系统启动电动试压泵精准调压至设定目标值。