电液伺服阀偏导射流机构射流形态与气穴特性研究

发布时间：2020-03-30 00:21

【摘要】：电液伺服阀是航空航天领域中关键基础元件,其中以偏转板射流方式作为前置级的伺服阀具有结构简单、抗污染能力强的特点,有广泛的应用前景。它的关键部件偏导射流机构拥有复杂而微小的结构,其内部流场的动态特征很难被精确的数学模型描述。因此,为了指导偏导射流伺服阀的设计与生产,研究该伺服阀的偏导射流机构内部流动稳定性和流动噪声是至关重要的。本文首先分析了偏导射流机构的复杂结构,将内部射流流场分为四个阶段。并基于射流理论、附壁射流理论和冲击射流理论对内部流场建立三维数学模型,准确描述流场内部任何一点的速度和压力特征。通过气穴现象评价参数来预测气穴发生的位置。其次建立了准确的三维数值模型,并对模型进行了结构化网格划分,最大程度保证数值模拟计算的准确性。在数值模拟中,首先对模型进行了瞬态二相流数值模拟,获得了在整个射流过程中气穴产生和溃灭的变化情况,为分析内部流动噪声提供了有力的依据。其次对模型进行了瞬态大涡模型(LES)数值模拟,得到整个射流过程中流场的动态分布以及射流稳定下的流场分布。同时,数值模拟结果与理论计算结果进行了相互验证。最后,进行偏导射流机构特性试验研究,设计测试试验装置,测定不同偏转板位移条件下的流场压力分布。试验结果表明,偏导射流机构的三维数学模型与数值模拟能够有效描述电液伺服阀偏导射流机构的射流特性。本文首次提出偏导射流机构流场的三维数学模型,该模型能准确描述偏导射流机构空间流动特征。建立了更加准确的三维数值模型,并对此复杂模型进行了结构化网格划分,网格质量达到较高水平,保证数值模拟结果的准确性。进行模型的瞬态LES和瞬态二相流数值模拟,能更加形象的分析内部流场的流动特性。论文完善了偏导射流机构流场特性的理论体系,对电液伺服阀偏导射流机构研究提供了更加完善的理论基础,同时为今后研究者提供了可参考的研究方法,并对电液伺服阀的设计和生产提供了指导性意义。
【图文】：

寿命等也产生巨大的影响。逡逑伺服阀受到一定程度的污染，会导致其功能的失灵，因此，研发射流管式伺服逡逑阀，如图１－１，以及偏导射流式伺服阀，如图１－２，得以发展，使其具备较高的抗污逡逑染性。就前者而言，属于上世纪美国产品，主要应用于军事领域。美国、俄罗斯等逡逑国家，无论是在民用客机还是军事飞机上均使用此装置［８］。从其本身的优点来看，逡逑零位稳定是其典型的特点，失效时阀芯能自动回中位，这对于航空液压特别重要，逡逑此外还具有抗污染能力强和寿命长等特点，唯一不足的是它的动态特性要稍低一逡逑些Ｍ。美国等国家，为更好发挥该产品的性能，也在逐步进行创新［１Ｇ］。以俄罗斯为逡逑例，其在阀芯两段，添加了双冗位置传感器，通过此装置可以实现对阀芯位置的有逡逑效监测，若检测到故障信号，启动备用装置，极大程度提升了系统可靠性。Ｍｏｏｇ逡逑公司改进了伺服机构

寿命等也产生巨大的影响。逡逑伺服阀受到一定程度的污染，会导致其功能的失灵，因此，研发射流管式伺服逡逑阀，如图１－１，以及偏导射流式伺服阀，如图１－２，得以发展，使其具备较高的抗污逡逑染性。就前者而言，属于上世纪美国产品，主要应用于军事领域。美国、俄罗斯等逡逑国家，无论是在民用客机还是军事飞机上均使用此装置［８］。从其本身的优点来看，逡逑零位稳定是其典型的特点，失效时阀芯能自动回中位，这对于航空液压特别重要，逡逑此外还具有抗污染能力强和寿命长等特点，唯一不足的是它的动态特性要稍低一逡逑些Ｍ。美国等国家，为更好发挥该产品的性能，也在逐步进行创新［１Ｇ］。以俄罗斯为逡逑例，其在阀芯两段，添加了双冗位置传感器，通过此装置可以实现对阀芯位置的有逡逑效监测，，若检测到故障信号，启动备用装置，极大程度提升了系统可靠性。Ｍｏｏｇ逡逑公司改进了伺服机构
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH137.52

【参考文献】

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本文编号：2606734