大流量比例换向阀先导级阀口流量特性研究

发布时间：2017-11-01 19:11

  本文关键词：大流量比例换向阀先导级阀口流量特性研究

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【摘要】：电液比例阀是电液比例控制技术的核心和主要功率放大元件，由于其较好的控制精度和稳定性，电液比例阀已开始逐渐代替传统控制阀。代表了流体控制技术的发展方向。电液比例阀的先导阀是实现电液比例控制技术的关键控制器件。直控式节流槽滑阀是先导阀的一种，其功用是由比例电磁铁直接驱动功率级阀芯运动，以控制液流的流量和方向来驱动主阀对液压系统中油液压力、流量进行比例控制。我国液压技术起步较晚，，节流槽滑阀等关键技术仍掌握在德国、美国、日本等国家少数厂商手中。国产节流槽滑阀性能较差，难以满足主阀对先导阀的要求，在此情况下对节流槽滑阀展开研究显得十分迫切。本文针对节流槽滑阀的结构特点及结构参数变化对其过流面积及阀口控制特性的影响展开了理论及实验研究。 论文在参照国内外成熟产品的基础上，以电液比例阀的先导阀为研究对象，运用现代设计方法和分析手段完成了以下几方面的工作： （1）分析电液比例阀的工作原理，通过对U、V形两种不同结构的先导阀芯的过流面积的计算分析，设计了一种新型先导阀的阀芯结构-圆头渐扩形节流槽阀芯并推导了其节流槽阀口面积的计算公式。针对三种阀口的流量控制特性进行对比分析。 （2）不同形式阀口过流面积的影响因素有所不同，本文通过理论计算的方法，用多个结构参数的复合函数表示阀口的等效过流面积。应用Matlab理论计算及流场仿真获得了结构参数的变化对三种阀口等效过流面积的影响规律，从而为阀口正向设计提供了理论基础。 （3）针对本课题提出的三种形式的阀口结构，充分考虑阀口的可加工性，以力士乐U形阀芯正投影面积相等为参考，分别设计了六种不同加工形式的阀芯，通过Fluent仿真软件对六种阀口附近流场进行仿真分析，通过对六种阀口的流场仿真分析了所设计阀口的流量特性，并进行对比分析。 （4）依托燕山大学流体实验室PIV可视化试验台搭建了一个泵驱动的先导阀液流特性测试实验台，针对多种结构阀芯的先导阀内部的流量特性进行了实验研究。
【关键词】：先导阀 过流面积 流量特性 仿真分析 PIV可视化
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 电液比例阀的国内外研究综述11-14
• 1.2.1 电液比例技术的发展11-12
• 1.2.2 电液比例流量阀的发展12-13
• 1.2.3 阀口流量特性的研究现状13-14
• 1.3 CFD 技术在液压阀研究中的应用14-15
• 1.4 PIV 可视化技术的应用15-16
• 1.5 课题的选取及主要研究内容16-19
• 1.5.1 课题来源16
• 1.5.2 课题研究意义16-17
• 1.5.3 课题主要研究内容17-19
• 第2章 先导阀阀口面积计算及流量特性分析19-34
• 2.1 大流量比例先导阀工作原理19-20
• 2.1.1 比例阀整阀工作原理19-20
• 2.1.2 比例阀先导级工作原理20
• 2.2 先导阀阀口面积的确定和计算原则20-30
• 2.2.1 U 形阀口先导阀过流面积理论计算21-24
• 2.2.2 V 形阀口先导阀过流面积理论计算24-26
• 2.2.3 圆头渐扩形阀口先导阀过流面积理论计算26-30
• 2.3 先导阀阀口理论流量计算30-32
• 2.3.1 先导阀阀口流量计算理论基础30
• 2.3.2 三种先导阀阀口理论流量计算30-32
• 2.4 先导阀阀口流量控制特性32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 阀口结构参数对过流面积影响规律34-50
• 3.1 U 形阀口结构参数对过流面积的影响规律34-39
• 3.1.1 U 形阀口结构参数对过流面积影响的理论计算34-37
• 3.1.2 U 形阀口结构参数对过流面积影响的流场仿真37-38
• 3.1.3 流场仿真结果分析38-39
• 3.2 V 形阀口结构参数对过流面积的影响规律39-43
• 3.2.1 V 形阀口结构参数对过流面积影响的理论计算39-42
• 3.2.2 流场仿真结果分析42-43
• 3.3 圆头渐扩形阀口结构参数对过流面积的影响规律43-48
• 3.3.1 圆头渐扩形阀口结构参数对过流面积影响的理论计算43-48
• 3.3.2 流场仿真结果分析48
• 3.4 本章小结48-50
• 第4章 不同阀口形状对先导阀流场影响分析50-65
• 4.1 阀口结构物理模型设计50-53
• 4.2 网格划分53-54
• 4.3 计算条件和边界条件设置54
• 4.3.1 计算条件54
• 4.3.2 边界条件设置54
• 4.4 不同阀口流量特性分析54-57
• 4.5 阀口流场特性分析57-64
• 4.6 本章小结64-65
• 第5章 先导阀试验模型理论计算与相似试验研究65-80
• 5.1 相似性理论65-68
• 5.2 试验系统68-72
• 5.2.1 先导阀液流特性测试试验台68-69
• 5.2.2 液压系统原理69-70
• 5.2.3 试验模型与测试系统元件70-71
• 5.2.4 实验步骤71-72
• 5.3 PIV 试验系统组成及原理72-76
• 5.3.1 PIV 试验系统组成及原理介绍72-75
• 5.3.2 PIV 系统调试75-76
• 5.4 试验结果分析与讨论76-79
• 5.4.1 流量对比76-77
• 5.4.2 PIV 拍摄试验结果分析77-79
• 5.5 本章小结79-80
• 结论80-81
• 参考文献81-84
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务84-85
• 致谢85-86
• 作者简介86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张永胜;刘彦军;王金华;;利用Micro-PIV进行微管道内流量测量[J];计测技术;2010年02期

2 徐玉明;迟卫;莫立新;;PIV测试技术及其应用[J];舰船科学技术;2007年03期

3 高殿荣,王益群;液压锥阀流场的有限元法解析[J];机床与液压;2000年02期

4 高殿荣,王益群;液压集成块内弯曲流道流场数值计算与分析[J];机床与液压;2001年06期

5 张铁华,杨友胜,贺小峰,李壮云;水压阀阀口流量系数的研究[J];机床与液压;2002年02期

6 朱碧海,刘银水,李壮云,杨友胜;水压节流阀口流量特性的实验研究及水压节流阀的研制[J];机床与液压;2004年05期

7 周元春;杨曙东;罗博;黎桑;唐文杰;;基于Fluent的大通径滑阀压力流量特性研究[J];机床与液压;2011年19期

8 冀宏,傅新,杨华勇;内流道形状对溢流阀气穴噪声影响的研究[J];机械工程学报;2002年08期

9 高殿荣,侯桂庆,杨林杰,姜万录;进口节流式滑阀内流场的有限元计算与PIV研究[J];机械工程学报;2004年06期

10 贺小峰,黄国勤,杨友胜,李壮云;球阀阀口流量特性的试验研究[J];机械工程学报;2004年08期

本文编号：1128135