螺纹插装式平衡阀在平衡回路中稳定性研究

发布时间：2017-08-23 19:24

  本文关键词：螺纹插装式平衡阀在平衡回路中稳定性研究

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【摘要】：平衡阀属于液压阀中的压力控制阀,随着负载的不同产生相对应的背压,在液压系统中起到节流限速的作用,是平衡回路的核心元件,其性能决定了整个平衡回路的控制性能,它的优劣直接影响系统的稳定性。汽车淋雨试验液压倾斜台系统是典型的平衡回路,传统的倾斜台用液压锁来控制台子的升降,由于液控单向阀本身的特点,倾斜台在负重下降时存在振动现象,倾斜台上的汽车存在滑落台子的危险。本文采用美国SUN公司的CC**型螺纹插装式无导压平衡阀代替液控单向阀,通过理论分析和仿真分析相结合的研究方法,分析了螺纹插装式无导压平衡阀主要参数对阀及系统稳定性的影响,为平衡阀的设计及优化提供理论依据。本文的主要内容如下:1)阐述了课题的研究背景和意义;介绍了汽车淋雨试验倾斜台及几种基本的平衡回路;概述了螺纹插装式平衡阀的发展现状及存在的问题。概括了课题的主要研究内容和方法。2)详细阐述了倾斜台各工况过程;对系统进行了理论计算;分析了倾斜台存在的主要问题,提出了改进措施。介绍了螺纹插装阀的技术特点,阐述了螺纹插装式无导压平衡阀的结构及工作原理,并分析了其性能特点。3)对螺纹插装式无导压平衡阀的阀口面积进行解析,建立了阀的静态和动态数学模型,为后面的数值模拟打下坚实的基础。4)建立了带有螺纹插装式无导压平衡阀的汽车淋雨试验液压倾斜台的AMESim仿真模型,得出了系统及阀在各工况下的动态响应曲线,分析了负载、阀芯阻尼、环形缝隙、调压弹簧刚度及预紧力、阀口锥角对平衡阀及系统稳定性的影响。结果表明环形缝隙间隙对阀及系统稳定性的影响最大。5)利用CFD仿真软件对螺纹插装式无导压平衡阀内流体流动特性进行了仿真模拟,得出了阀口在不同开度下的压力分布和速度分布云图,找出了负压区域出现的位置和变化规律。分析了负压区对平衡阀及倾斜台液压系统稳定性的影响,提出了减小或防止负压区的措施。
【关键词】：平衡回路 螺纹插装式无导压平衡阀 仿真分析 稳定性
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题研究背景和意义10
• 1.2 汽车淋雨试验液压倾斜台与液压平衡回路概述10-12
• 1.2.1 汽车淋雨试验液压倾斜台概述10-11
• 1.2.2 平衡回路概述11-12
• 1.3 液压平衡阀国内外研究现状和发展12-17
• 1.3.1 平衡阀概述12-13
• 1.3.2 国内外研究现状13-16
• 1.3.3 螺纹插装阀发展概况与趋势16-17
• 1.4 课题主要研究内容和方法17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 第2章 倾斜台系统及螺纹插装式无导压平衡阀介绍19-30
• 2.1 倾斜台液压系统介绍19-26
• 2.1.1 倾斜台液压系统工作原理19-20
• 2.1.2 倾斜台液压系统理论计算20-24
• 2.1.3 倾斜台工作时存在的主要问题及改进措施24-26
• 2.2 螺纹插装式无导压平衡阀介绍26-29
• 2.2.1 螺纹插装阀技术特点26-27
• 2.2.2 螺纹插装式无导压平衡阀的结构与原理27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 螺纹插装无导压平衡阀数学模型的建立30-39
• 3.1 平衡阀阀口过流面积解析30-33
• 3.1.1 阀口形状及流量系数30-32
• 3.1.2 螺纹插装平衡阀阀口面积计算32-33
• 3.2 平衡阀静态数学模型33-37
• 3.2.1 数学模型34-36
• 3.2.2 性能分析36-37
• 3.3 平衡阀动态数学模型37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 螺纹插装式无导压平衡阀及倾斜台液压系统稳定性研究39-63
• 4.1 AMESim仿真技术概述39-40
• 4.2 AMESim仿真模型的建立40-45
• 4.2.1 螺纹插装式无导压平衡阀仿真模型的建立40-42
• 4.2.2 倾斜台液压系统仿真模型的建立42-43
• 4.2.3 倾斜台液压系统仿真参数设置43-44
• 4.2.4 仿真初始条件44-45
• 4.3 倾斜台液压系统的动态特性仿真分析45-46
• 4.4 螺纹插装式无导压平衡阀液压系统仿真结果及分析46-61
• 4.4.1 初始条件下螺纹插装式无导压平衡阀仿真分析46-48
• 4.4.2 不同负载对螺纹插装式无导压平衡阀及系统稳定性的影响48-51
• 4.4.3 阀芯阻尼孔R1对平衡阀及系统稳定性的影响51-52
• 4.4.4 环形缝隙R2对阀及系统稳定性的影响52-58
• 4.4.5 调压弹簧刚度及预紧力对平衡阀及系统稳定性的影响58-60
• 4.4.6 阀口锥角对平衡阀及系统稳定性的影响60-61
• 4.5 本章小结61-63
• 第5章 平衡阀内流体流动特性对其稳定性的影响63-79
• 5.1 流场仿真概述63-65
• 5.1.1 计算流体力学概述63
• 5.1.2 相关软件介绍63-65
• 5.2 螺纹插装式无导压平衡阀内流场解析65-76
• 5.2.1 建立阀的流场模型65-66
• 5.2.2 划分流场模型网格66
• 5.2.3 设置边界条件66-67
• 5.2.4 仿真结果及分析67-76
• 5.3 负压区对阀稳定性的影响及减小或防止措施76-78
• 5.3.1 负压区对阀的稳定性的影响76-77
• 5.3.2 减小或防止措施77-78
• 5.4 本章小结78-79
• 总结与展望79-81
• 1.总结79-80
• 2.展望80-81
• 参考文献81-84
• 致谢84-85
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录85

【参考文献】

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本文编号：726836