射流放大器的不对称性对偏转板伺服阀零偏的影响

针对偏转板伺服阀前置级放大器结构不对称导致零偏的问题,考虑两个接收腔结构尺寸不一致以及劈尖相对射流口不对称等因素,基于二维紊动射流理论建立了偏导射流放大器压力特性数学模型,分析了两个接收腔圆角、内角、喉部宽度不一致性以及劈尖相对射流口的偏移量对放大器压力特性以及零偏位移的影响。分析结果表明：由于接收腔圆角和接收腔宽度直接决定射流流出接收腔的面积,故接收腔圆角和宽度的不对称会对放大器零件产生较大影响,两接收腔圆角差值每增大10μm,会近似产生0.33μm的零偏,而两接收腔宽度差值每增大10μm,会近似产生1μm的零偏,接收孔内角的对称性和劈尖相对射流口的偏移则对放大器的零偏影响很小。减小两接收孔圆角和宽度的加工公差可以显著降低射流放大器的零偏,并提高射流放大器的一致性。     

射流管伺服阀接收口形状对阀特性的影响

射流管伺服阀的接收口形状对阀的动态特性和静态特性有着直接的影响。在喷嘴形状为矩形的情况下,通过对以圆形、矩形、三角形为接收口的射流管伺服阀前置放大器进行流场数值仿真和动态特性的仿真,获得了不同形状接收口的射流管伺服阀的压力特性、流量特性和响应频宽。通过比较,发现矩形接收口的射流管伺服阀具有较高的恢复压力和较大的压力增益,当射流管喷嘴位移较小时,矩形接收口的射流管伺服阀具有线性度较好的压力特性和流量特性,频宽响应较大。     

偏导射流伺服阀工作压力形成机理研究

偏转板射流是产生伺服阀工作压力的关键阶段。将接收腔作为恒压封闭容腔,对作用于接收腔的射流进行动量分析,提出一种基于射流反射假设的接收腔理论模型,解释了接收腔工作压力的形成机理,并给出了压力和压差计算的表达式。实验表明,当偏导板小范围运动时,该模型能够较好地反映2个接收腔压差的变化规律;而当力矩马达偏转角度较大,实际压力增益会有所下降,引起一定的计算误差。该模型简化了接收腔工作压力的计算,为偏导射流阀前置级液压放大器的设计提供了理论依据。     

偏导射流阀前置级流场计算与分析

根据射流盘处的结构和液流的实际运动情况,综合考虑射流过程中能量转化过程,提出了偏导射流放大器的二次射流模型,得到偏导射流阀前置级紊动射流的速度分布和时均动能变化,进一步研究了阀芯在中位条件下接收口的压力特性。结果表明了该模型具有合理性,为偏导射流阀的进一步研究提供了理论依据。     

V形槽位置对偏导射流式伺服阀前置级液流特性的影响

偏导射流级作为伺服阀关键部件，其偏转板上V形槽位置对前置级压力特性起决定性作用，进而影响了整个系统的稳定性。以某航空发动机用燃油电液伺服阀为研究对象，在分析其前置级结构及工作原理的基础上，建立偏导射流级三维模型，以Fluent流场仿真软件为平台，建立V形槽不同位置时的流场仿真模型，得到了V形槽不同横向位移及纵向偏移下左右接收孔恢复压力及压差，分析了V形槽不同偏移量对前置级压力增益及液流特性的影响，为偏导射流式伺服阀装配及调试提供了一定的参考依据。     

微非对称结构燃油伺服阀压漂特性

偏导射流伺服阀前置级结构形式对压力漂移有极大影响。根据前置级结构参数的计算公式及伯努利方程,建立简化后前置级数学模型。以某款燃油电液伺服阀为研究对象,着重分析劈尖、接受口内侧边、接受口外侧边及V形槽等结构非对称性的影响。采用数值模拟的方式对不同回油压力及不同结构非对称条件下的前置级流场特性和压力漂移进行了仿真研究。通过PIV技术进行了流场可视化实验,验证了数学模型及仿真结果,得到了该款电液伺服阀零漂最大的工况及大小,并对改善偏导射流伺服阀的零漂提供了一定的参考依据。     

全周边液压滑阀冲蚀形貌及性能演化特性

针对高端液压元件因滑阀冲蚀磨损引起阀口轮廓变动与性能不确定性问题,考虑颗粒物撞击阀口的概率事件,提出了基于Edwards冲蚀模型的全周边滑阀冲蚀圆角定量计算方法,并以阀控对称缸为例,揭示了四边滑阀各阀口冲蚀后的轮廓及阀特性的演化规律。研究结果表明,阀口的冲蚀圆角由颗粒物尺寸、颗粒物数量、撞击速度、阀口大小等因素直接决定;阀口流量越大、颗粒物数量越多、压差越大,颗粒物的撞击速度就越大;颗粒物尺寸相对阀口开度越大,颗粒物撞击阀口的概率就越大;在阀控缸动力机构中,液压缸的结构尺寸、运动速度、负载决定了各个阀口流量、压降和阀口开度。在负载恒定、液压缸恒速情况下,阀控对称缸4个阀口的流量相同但压降不同,冲蚀后的阀口圆角不一致。冲蚀导致滑阀压力增益降低,泄漏量增大,且产生零偏,零偏位移可通过惠斯通桥路平衡原理求出。     

偏转板伺服阀射流放大器结构参数优化研究

介绍了偏转板射流伺服阀的结构和工作原理。射流放大器是阀中重要部位,而喷嘴、接收孔、导流口的参数对阀性能影响较大。当喷嘴和接收孔为矩形时,改变矩形导流口长度,利用Fluent分析阀压力特性并从中得到一组最佳参数,保持矩形导流口面积不变,改变导流口形状为圆形和方形,分析上述3种导流口下的压力及流量特性。通过MATLAB/Simulink进行建模与仿真,验证了Fluent分析的正确性,为该类型伺服阀的结构优化提供了参考。     

其他工程机械

正GJ20196042 V形槽位置对偏导射流式伺服阀前置级液流特性的影响[刊,中]/董娜娜…//液压与气动.-2019,(7).-1～6偏导射流级作为伺服阀关键部件,其偏转板上V形槽位置对前置级压力特性起决定性作用,进而影响了整个系统的稳定性。以某航空发动机用燃油电液伺服阀为研究对象,在分析其前置级结构及工作原理的基础上,建立偏导射流级三维模型,以Fluent流场仿真软件为平台,建立V形槽不同位置时的流场仿真模型,     

偏导射流电液伺服阀工程化建模及仿真研究

介绍了偏导射流电液伺服阀的结构及工作原理,建立了其先导级射流放大器的工程化数学模型,推导了先导级的阀系数。对该型伺服阀进行了静态特性和动态特性分析,画出了传递函数的特性框图。通过MATLAB/Simulink软件进行建模和仿真,验证了理论假设的正确性,分析了位置反馈系数对流量的影响,为该型伺服阀的结构设计和参数匹配提供了参考依据。     

Analysis of the Internal Characteristics of a De ector Jet Servo Valve

In current research on deflector jet servo valves, the receiver pressure estimated using traditional two-dimensional simulation and theoretical calculation is always lower than the experimental data; therefore, credible information about the flow field in the prestage part of the valve can hardly be obtained. To investigate this issue and understand the internal characteristics of the deflector jet valve, a realistic numerical model is constructed and a three-dimensional simulation carried out that displays a complex flow pattern in the deflector jet structure. Then six phases of the flow pattern are presented, and the defects of the two-dimensional simulation are revealed. Based on the simulation results, it is found that the jet in the deflector has a longer core area and the fluid near the shunt wedge cannot resist the impact of the high-speed fluid. Therefore, two assumptions about the flow distribution are presented by which to construct a more complete theoretical model. The receiver pressure and prestage pressure gain are significantly enhanced in the calculations. Finally, special experiments on the prestage of the servo valve are performed, and the pressure performance of the numerical simulation and the theoretical calculation agree well with the experimental data. Finally, the internal mechanism described by the theoretical and numerical models is verified. From this research,more accurate numerical and theoretical models are proposed by which to figure out the internal characteristics of the deflector jet valve.     

射流偏转板伺服阀的设计与实现

根据伺服阀的使用特点,提出了一种燃油介质的射流偏转板伺服阀。简述了其结构及工作原理,并对伺服阀的输出性能进行了测试,结果表明研制的射流偏转板式伺服阀具有良好的静态特性。     

喷嘴宽度对偏转板射流阀射流效率影响的仿真分析

利用Pro/E和Fluent软件对不同λ₁(喷嘴宽度D₁与导流窗口最小宽度H₁的比值)的偏转板射流阀进行几何建模与流场仿真,得到不同λ₁ 下偏转板射流阀内部射流速度、压力云图和射流流场的速度、压力分布特征;通过分析仿真数据得到λ₁对供油流量Q_S、射流流量Q_J、射流流量效率η_J的影响规律。研究发现,喷嘴喷射出的部分油液由于受到V形导流斜面的作用沿着V形导流斜面反向运动,从而使喷向接收口的有效射流流量减小,同时在偏转板入口两侧出现漩涡和能量损失;随着λ₁增大,供油流量Q_S近似线性增大,而射流流量Q_J先增大后又减小;当λ₁=1时射流流量Q_J取得最大值12.5 kg/s,对应的射流流量效率η_J最大为77.6%。研究结果为偏转板射流伺服阀的效率提高及结构优化设计提供理论依据与参考。     

高压力增益偏转板射流伺服阀正交仿真试验研究

为提升偏转板射流伺服阀前置级的压力增益,采用正交试验设计与流场仿真相结合的方法,开展优化射流结构参数研究,综合考虑射流盘厚度、射流槽宽度、喷嘴宽度以及接收孔圆角半径4个结构参数对前置级压力特性的影响。结果表明,通过正交仿真试验得到的一组优化参数,相较于初始参数,其前置级的中位压力提高了15.9%,压力增益提高了19.1%,实现了前置级压力增益提升的目标,为偏转板射流伺服阀射流结构参数设计提供了依据。     

偏导射流阀前置级流场特征参数的仿真计算

根据偏导射流阀前置级的结构以及内部油液的流动特性,将前置级射流过程分为两个阶段。采用标准k-e模型对前置级流场进行了两相流二维数值计算,对两次射流过程中油液的流动形态以及流场压力和速度分布特点展开研究。分析得出,初次射流为自由紊动射流,二次射流为冲击射流,并发现在偏转板处于中位时两接收腔外侧圆弧拐角低压区处出现空化现象。偏导射流阀实际工作过程中偏转板会发生偏移,因此,建立了不同偏移量下的仿真模型,分析了不同偏移量下流场信息的变化规律,获得了前置级流场的压力云图以及对应的速度矢量图。利用仿真结果中两接收腔压力值和V形槽两侧壁静态压力数据,分别计算出了前置级流场的压力增益和液动力的大小。为偏导射流阀基础特性的深入分析奠定了基础,并对该类阀设计的改进和优化具有理论指导意义。     

偏转板射流阀压力特性数值模拟分析

运用CFD软件对某型号偏转板射流阀内部不同阀口参数组合下的压力特性进行数值计算和分析,得出偏转板射流阀输出压力特性随不同阀口结构参数组合的变化规律。计算发现： 供油压力为4 MPa 时,λ1≈0.6,1.5≤λ2≤2,1≤λ3≤1.5组合下偏转板射流阀输出压力增益较大,输出压力特性曲线与偏转板位移成线性关系,研究结果可为偏转板射流伺服阀的工程设计和优化提供理论依据与参考。     

基于Fluent的偏转板射流伺服阀的前置级仿真

偏转板射流伺服阀作为伺服阀中比较常见的一种,已经广泛应用于包括军用和民用在内的各类舵机和操作系统上。在分析偏转板射流伺服阀结构及其工作原理的基础上,运用Pro/E三维软件建立了简化的前置级三维立体模型,结合ICEM前处理网格划分软件与Fluent流体仿真软件,共同构建了偏转板射流伺服阀的前置级流场分析模型。通过流场压力云图和速度云图,对偏转板射流伺服阀的前置级射流理论进行了分析;分析了不同喷嘴宽度、偏转板导流槽角度以及劈尖宽度随偏转板位移变化时对两接收孔恢复压力和压差的影响,为伺服阀的结构和参数优化提供了一定的参考依据。     

基于仿真离散数据的偏转板射流式伺服阀液动力计算方法研究

基于偏转射流式伺服阀工作机理,提出关于其动态特性分析及前置级液动力计算检测的问题。建立关于力矩马达、射流盘前置级以及功率滑阀三部分的完整伺服阀动态模型,确定前置级液动力的近似公式,并对整阀特性进行频率分析,验证了数学模型的正确性;建立伺服阀前置级内部的二维流场模型,并基于流场仿真所获得的离散数据,给出两种可用于计算稳态液动力的方法,即动量定理法和压差法,通过计算某型伺服阀的液动力,验证上述两种方法能够相互印证;设计并实现了一种双自由度的液动力测试平台,实现了对液动力的间接测试。结果表明,采用动量定理法和压差法计算得到的液动力值,与其近似计算公式以及试验结果一致,证明了提出的液动力计算方法与测试系统均具有可行性,为此类伺服阀的改进与优化提供了技术支撑。