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双主动型比例节流阀特性研究与流场分析

刘莉华  
【摘要】: 随着我国核电、造船、航天、汽车等行业的迅猛发展,对重型机械现代化水平要求越来越高。高性能的液压元件是影响现代化重型机械发展的一个重要因素。插装式比例节流阀就是根据重型机械发展需要而研发的新型液压元件。插装式比例节流阀具有流量大、响应快、耐高压和使用寿命长等优点,适应现代化重型机械液压控制系统的要求,应用前景广阔。对其结构及动静态特性开展研究具有重要的理论意义及应用价值。 本课题根据插装式比例节流阀各级间的反馈形式,分别对位移-力反馈型、位移-流量反馈型、三级控制型和位移-电反馈型比例节流阀的工作原理和典型结构进行了详细的分析,比较其性能结构优缺点,确定双主动型比例节流阀作为进一步的研究对象。 建立双主动型比例节流阀的数学模型,利用AMESim软件,搭建其仿真模型,对其稳态控制特性和阶跃响应特性进行了仿真研究,并与试验结果进行比较,得出双主动型比例节流阀具有良好的稳态控制特性和动态响应性能的结论,并验证了数学模型和仿真模型的正确性。同时通过仿真分析了控制油压力、控制腔直径等因素对双主动型比例节流阀动态特性的影响,为插装式比例节流阀的性能优化奠定了基础。 根据80通径双主动型比例节流阀的实际结构参数,建立其内部流场的三维模型和二维模型,利用FLUENT软件进行数值模拟,研究该阀的流量-压差特性,并与试验结果比较分析。对双主动型比例节流阀三维流场和二维流场进行模拟,分别得到阀在不同开口度下其压力、流速分布情况,为该类元件的结构参数设计和流道的优化设计提供了理论依据。


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