M4系列负载敏感比例多路阀中压力补偿阀的静动态特性研究

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众所周知，多路阀是工程机械的核心控制元件，其性能的优劣对工程机械的整体工作性能有很大影响。同时，压力补偿阀作为负载敏感比例多路阀的关键元件之一，其性能的好坏直接影响着多路阀的工作特性乃至整个液压系统的工作性能。因此，对负载敏感比例多路阀中的压力补偿阀进行研究分析具有一定的实用价值。M4型负载敏感比例多路阀中压力补偿阀的结构异于其它形式的压力补偿阀，且与之相关的研究文献较少，对其展开深入研究极有必要。
　　首先，论文介绍了M4型负载敏感比例多路阀的结构特点和工作原理，详细阐述了压力补偿阀的结构及工作原理；对压力补偿阀及主换向阀进行三维建模，并结合数学计算软件MATLAB，得出压力补偿阀和主换向阀的阀口过流面积及水力直径曲线，为后续的模拟仿真提供理论数据。
　　其次，本文对压力补偿阀内部流场、主换向阀内部流场及二者相接流场进行三维建模，使得所建模型更接近实际情况，并利用FLUENT软件对所建模型进行流场仿真解析，对压力补偿阀的内部流动特性进行更真实、准确的研究；用Tecplot和CFD-post后处理模块对仿真结果进行分析处理，将压力补偿阀的内部流动场景进行更清晰、直观的表达，得到流道模型的流线图、阀口速度矢量分布云图及压力云图。结果表明：压力补偿阀阀口节流槽处存在微弱的漩涡现象，主换向阀节流槽底部有回流产生，且节流槽处速度最大。当保持流道模型进出油口压差不变时，随着其进口压力设定参数的不断增大，其速度矢量分布云图基本相似，其压力分布云图也无明显变化。故只改变其进口压力（因压差不变，则其出口压力也随进口压力而变）对压力补偿阀内部流场静态特性无明显影响。随着阀口开度的增大，压力补偿阀阀口的漩涡现象明显减弱甚至消失。总之，该流场模型静态特性较为优良。
　　最后，建立压力补偿阀的数学模型，推导出其传递函数方框图。利用AMEsim仿真软件建立压力补偿阀及主换向阀的系统仿真模型，分析了压力补偿阀的动态特性。得出负载、先导压力以及压力补偿阀阀芯内部阻尼孔直径大小等对其动态性能的影响规律。结果表明：压力补偿阀阀口开度受负载影响，负载越小，阀口开度值越易达到稳定值。保持主阀开口度不变，随着负载的变化，进入油缸的流量基本保持不变。压力补偿阀两端压力之差稳定后不随负载的变化而变化，为一恒值。压力补偿阀阀芯内部阻尼孔会影响其响应性能和稳定性能，适当选择阻尼孔直径可在不影响其响应速度的前提下减弱液压冲击。

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作者
胡引弟;
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作者单位

兰州理工大学;

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授予单位兰州理工大学;
学科动力工程
授予学位硕士
导师姓名张远深;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TH137.523;TH122.5;
关键词
M4负载敏感比例多路阀; 压力补偿阀; 阀口过流面积; 动态特性;

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