一类电液流量控制阀的关键技术研究

发布时间：2018-04-29 17:52

本文选题：电液流量控制系统 + 扩散系数　；参考：《浙江大学》2014年博士论文

【摘要】：电液流量控制系统由于具有控制精度高、可靠性好以及抗负载能力强等优点,广泛应用于在航空航天、舰艇船舶等领域。电液流量控制阀作为电液流量控制系统的核心部件,其主要作用是将输入的电信号转换为流量输出。提高电液流量控制阀的静动态性能指标,有助于增强电液流量控制系统的性能,推动流体传动及控制技术的发展。论文以电液流量控制阀为研究对象,在结合国内外文献的基础上,采用数学建模、仿真研究和试验研究的方法进行了三项深入的研究,其主要内容有：针对加压油箱,建立了PVT实验系统,并基于该实验系统建立了一维非常态扩散方程数学模型,测量获得空气在液压油与硅油中的扩散系数与温度的关系,通过Eyring活化能理论对硅油中的扩散机理和动量传递机理(粘度)进行了探讨,获得了两种传递现象中的自由活化能与温度的关系曲线；提出了一种一体式导磁套结构湿式耐压比例电磁铁,其采用磁栅隔磁环以替代传统的隔磁环结构,使得其制造工艺简单,制造成本低,为使用无法焊接的软磁材料制造湿式比例电磁铁导磁套提供了一种新的方法,试验和仿真结果表明,该比例电磁铁具有良好静动态工作特性；提出了一种采用定差减压(溢流)阀与节流(计量)阀并联结构的电液流量控制阀结构,该结构采用两级阻尼以使定差减压(溢流)阀阀芯运动稳定无超调,采用锥口式喷嘴-挡板结构节流(计量)阀,提高了可靠性,理论分析与试验表明该阀具有良好的静动态流量控制特性,达到研制要求。有关各章内容分述如下：第一章,在综合国内外文献的基础上,介绍了电液流量控制阀的结构、分类、工作原理及发展趋势,就其研究的关键技术分别从液压油液特性、电-机械转换器和电液流量控制阀结构三个方面给以了详细的探讨、分析。简要概括了课题的研究意义、研究难点和主要研究内容。第二章,介绍所涉及的试验仪器和所建立的一维扩散过程的数学模型,并采用数据对比的方法验证了模型和实验原理的准确性。测量了46#抗磨液压油以及二甲基硅油500cSt的空气溶解度、扩散系数与温度的关系以及粘温曲线,并以Arrhenius方程进行了拟合。在此基础上,采用活化能理论从分子能层面探讨了在高分子介质中质量传递(扩散)以及动量传递(粘度)的机理。第三章,本章首先研究了典型比例电磁铁式电—机械转换器的磁路分析原理,介绍了所应用的相关基本磁路定律,并使用有限元方法建立了比例电磁铁的静、动态数学模型；其次,通过对比例电磁铁的关键部件之一的隔磁环进行综述性研究后,提出了一种新型的磁栅式隔磁环,并对其关键参数进行了仿真优化；最后,通过仿真与试验研究验证了具有磁栅式隔磁环的比例电磁铁的可靠性,并与传统非导磁材料隔磁环比例电磁铁就静、动态输出性能做了比较研究,研究结果显示两者都具有良好的静动态性能。第四章,提出了一种新的电液流量控制阀的实现方案,介绍了其工作原理,建立了数学模型。在ANSYS软件中深入讨论了阀的结构参数对其静态性能的影响,并以此在AMESim软件中建立了仿真模型,研究了阀的静态、动态特性以及抗干扰能力,并进行了试验验证。试验结果表明,该电液流量控制阀具有良好的静、动态特性,符合设计要求。第五章,概括了全文的主要研究工作和成果,并展望了今后需进一步研究的工作和方向。
[Abstract]:The electro - hydraulic flow control system is widely used in the fields of aerospace , naval ship and so on because it has the advantages of high control precision , good reliability and strong anti - load capability .
The invention provides an integrated type magnetic conductive sleeve structure wet pressure resistant proportional electromagnet , which adopts a magnetic gate insulation ring to replace the traditional magnetic separation ring structure , so that the manufacturing process is simple , the manufacturing cost is low , and a novel method is provided for manufacturing a wet proportional electromagnet magnetic guide sleeve by using a soft magnetic material which cannot be welded , and the test and simulation results show that the proportional electromagnet has good static and dynamic working characteristics ;
The structure , classification , working principle and development trend of electro - hydraulic flow control valve are discussed in this chapter .
Secondly , based on the review of the magnetic separation ring of one of the key parts of proportional electromagnet , a new type of magnetic gate spacer ring is proposed , and its key parameters are simulated and optimized .
In the end , the reliability of proportional electromagnet with magnetic grid type spacer ring is verified by simulation and experimental research . The results show that both have good static and dynamic performance . In chapter 4 , a new realization scheme of electro - hydraulic flow control valve is presented . The simulation model is established in ANSYS software , the static , dynamic characteristics and anti - interference ability of the valve are discussed . The test results show that the electro - hydraulic flow control valve has good static and dynamic characteristics and meets the design requirements .

【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.52

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