交变压力下溢流阀主阀口异常开启分析与优化

针对液压激振系统中存在交变压力的情况,为研究交变压力下先导式溢流阀的响应特性,对先导式溢流阀进行理论分析和AMEsim仿真分析,并进行试验对比研究.结果表明:交变压力下先导式溢流阀主阀口存在异常开启现象,增加系统能量损失;主阀口异常开启量随交变压力幅值增大而增大.通过减小主阀芯上腔容积、降低油液黏度和增大阻尼孔直径,可减小主阀口异常开启量.试验结果与仿真分析基本一致,验证了仿真分析的正确性与可靠性.     

压力阀的独立阻尼减振调压技术研究

液压溢流阀等定值压力阀主要靠弹簧进行压力调节。以锥阀芯溢流阀为例,阀芯开启时不易稳定,需要对锥角、弹簧刚度和进口容积腔等参数进行良好的匹配。并且,稳定性容易受系统工况特性的影响。针对压力阀低阻尼的特性,提出了一种新的减振调压技术,利用独立阻尼系统和弹簧的共同减振提高阀芯的稳定性。与现有的阀芯稳定性改进技术不同,独立阻尼减振调压技术不增加元件本身的压力损失,对加工精度的要求较低。通过与普通锥阀的特性对比,分析了独立阻尼减振调压结构的工作原理和工作特性,并对影响该结构性能的主要参数进行了仿真计算。结果表明:独立阻尼减振调压结构具有较好的动态稳定性,腔室容积等参数影响其工作特性。     

带螺纹插装式溢流阀的液压马达特性及试验研究

为了减小液压马达工作过程中的系统压力冲击,设计出具有压力缓冲功能的螺纹插装式溢流阀,建立带螺纹插装式溢流阀的液压马达数学模型,分析溢流阀芯锥度、液阻直径、敏感腔体积、弹簧刚度等结构参数对马达特性的影响,取得减小液压马达压力冲击的方法。采用250 kW液压马达综合性能试验台进行马达压力缓冲特性和压力切断特性试验,理论结果与试验结果的比较分析表明:溢流阀节流孔直径和弹簧刚度是影响马达特性的主要参数,敏感腔体积变化的影响较小;实际工况下某型马达缓冲压力和切断压力分别为11.0 MPa和34.8 MPa,缓冲压力时间为2 s。     

液压起重机过载保护系统的设计

采用凸轮和杠杆机构作为控制装置, 以完全机械-液压方式, 不需电的转换, 研究设计了一种液压起重机角反馈自动调压系统. 系统利用凸轮机构作为吊臂角位移信号输入和转换的环节, 将输入量吊臂变幅角度α转换为与之相对应的系统压力p1所要求的先导式溢流阀导阀调压弹簧的预压缩量Xt2. 采用杠杆机构作为比例环节以实现线位移的放大以及相互作用力的匹配, 从而控制Xt2以实现吊机系统压力p1随吊臂变幅角度α的自动连续调节. 系统的核心部分是一个专用先导式溢流阀, 它起到根据控制信号调节系统压力p1的作用, 实现机-液的转换. 先导式溢流阀采用差压式结构, 提高了其在低压范围的调压稳定性, 并可获得较好的启闭性能, 从而实现了用1根调压弹簧在吊机工作压力3～17 MPa(本例)范围内进行连续调压. 液压起重机角反馈自动调压系统设计的关键在于通过理论计算预先确定先导式溢流阀调定压力p1与先导阀调压弹簧预压缩量Xt2的函数关系, 作为控制系统设计的基础. 实验结果表明, 采用液压起重机角反馈自动调压系统可以较好地解决液压起重机施工过程可能出现的过载问题.     

振动环境下双级溢流阀的建模与分析

为研究溢流阀在液压能源启动过程、整机振动环境下保持必要的服役性能,建立了振动环境下双级溢流阀的数学模型及特性的分析方法. 研究结果表明:溢流阀先导阀作成平衡活塞防振尾端结构形式可以实现减振、消声、稳压的功能;双级溢流阀分为先导阀开启前、主阀开启前和稳定工作3个阶段;整机振动对双级溢流阀压力控制性能的影响大;结构参数决定了溢流阀的延迟时间和动态特性.      

第三章 控制阀类

阀的作用和分类。 阀类是液压系统的重要组成部分(控制部分),是用来调节和控制液压系统中的油压、流量和液流方向的液压元件,以保证机器各机构得到所要求的平稳而协调的动作。 按着阀的工作用途可分为三大类: (1)控制液流压力的阀类,如溢流阀、减压阀、顺序阀等。 (2)控制液流流量的阀类,如节流阀、流量控制阀等。     

直动式锥形溢流阀性能分析

对工程上近期出现的直动式锥形溢流阀进行了静动态分析,通过稳定工作时阀芯受力平衡,建立了流量压力方程,绘出了Q一P曲线,得出了该阀较直动式圆柱形溢流阀调压偏差小,开启比大的结论,并说明了原因;又用功率键合图,建立了动态特性的数学模型,采用四阶龙格──库塔法、定步长,在微机上进行了动态过程仿真,并自动地打印出动态过程的压力和阀的位移曲线,找出了影响动态过程品质的主要因素,和阀芯移动时的阻尼．对直动式锥形溢流阀的优化设计和正确使用具有参考价值．     

强冲击下先导式溢流阀先导阀芯自激振动仿真

针对硬岩掘进机在掘进过程中切割硬岩地质会产生强冲击振动的工况,分析了液压系统中的先导式溢流阀的数学模型,建立了该阀在强振动环境下的动力学仿真模型.获得不同工作条件下,先导式溢流阀先导阀芯的动力学行为规律.仿真结果表明:当系统稳定时,先导阀芯受干扰小,系统会衰减振动至稳定;但当干扰幅值超过临界值时,系统会进入极限环的吸引域,产生周期性振动;通过增加先导阀阀口直径、弹簧刚度和减小先导阀半锥角,可增强溢流阀的抗干扰能力.     

基于AMESim的螺纹插装式缓冲溢流阀的缓冲特性

针对工程机械在启动、制动或换向时液压马达腔会出现很高液压冲击的现象,对一种螺纹插装式缓冲溢流阀进行特性研究.建立螺纹插装式缓冲溢流阀的AMESim仿真模型,仿真分析缓冲式溢流阀的阀芯阻尼孔直径、缓冲套节流孔直径、弹簧刚度等参数对液压马达压力特性的影响.研究结果表明,适当地减小阀芯阻尼孔直径,增大缓冲套节流孔直径,减小调压弹簧刚度,可以提高缓冲式溢流阀的缓冲性能.     

液压系统的压力–速度复合控制策略

以由比例溢流阀与比例调速阀控制的阀控缸系统为研究对象，建立液压系统动力学模型；基于LuGre模型对推进液压缸摩擦力进行补偿；建立鬃毛观测器对阀芯运动特性进行估计并通过Lyapunov第一法证明观测器的稳定性；将液压系统的不确定性和外负载干扰进行整合，并选取自适应率进行估计；基于反步积分自适应控制算法，提出了一种压力-速度复合控制策略并对其稳定性进行验证。以液压缸速度控制为基础，将压力误差引入速度期望，实现阀控缸系统的压力-流量复合控制。建立AMESimMatlab阀控缸系统联合仿真平台来对压力-速度复合控制策略性能进行分析。仿真结果表明：压力-速度复合控制器在阀控缸系统速度调节、突变负载以及负载扰动等工况下均具有良好的控制性能；比例溢流阀溢流量的控制有效减小了系统压力的波动和超调；改变压力误差占比可有效改变地层突变时的压力、速度误差分配，在实际工程中，可根据需要通过改变压力误差占比来对复合控制的误差进行分配。     

液压溢流阀的失稳分析和实验研究

分析了液压回路中溢流阀的结构特点,考虑液压油压缩性、管道弹性和阀芯碰撞阀座时的能量损失,建立了溢流阀量纲一形式的数学模型,并进行了Lyapunov指数分析,目的是研究溢流阀的失稳机理和颤振行为.应用非光滑动态系统理论和MATLAB软件绘制单参数和双参数分岔图,理论解释了阀芯离开阀座时的擦边分岔.结果表明,溢流阀入口流量和预设压力直接决定着阀的振荡特性,并且存在着Hopf分岔、擦边分岔、周期和混沌等现象.搭建了测试平台,得到弹簧预压缩量x0=5mm情况下的阀芯位移分岔图,对数学模型进行了验证.     

利用功率键合图和SIMULINK实现溢流阀的动态仿真

借助于功率键合图建立了溢流阀调压系统的动态模型（即非线性状态方程）,给出了仿真模型,介绍了在Simulink环境下利用状态方程进行溢流阀动态特性仿真的方法,同时讨论了如何通过改变参数来确定影响溢流阀动态特性的主要因素。仿真结果表明溢流阀的阻尼小孔直径及主阀下腔连通容积的变化对先导式溢流阀动态性能的影响比较明显。     

高速气缸新型缓冲装置及其性能

压力释放型高速气缸缓冲装置存在适应气缸活塞速度变化范围有限、最佳缓冲状态调节困难的缺点,其主要原因是气体的可压缩性大,压力释放阀达到开启条件时无法保证直至气缸抵达终点一直处于开启状态,存在反复启闭的现象,同时压力释放阀的排气速度无法与气缸的运行速度相适应.有鉴于此,文中提出了一种由压力释放缓冲组件和可调余隙组件组成的新型缓冲结构,通过仿真验证了当气缸可移动部件质量为6kg时,新型缓冲装置可以通过分段调节压力释放阀的弹簧压缩量和气缸背压腔的余隙容积实现气缸最高速度在2.3~3.7m/s区间内的良好缓冲.当固定气缸活塞最高速度为3.0 m/s时,改变气缸可移动部件的质量进行进一步仿真,发现该新型缓冲装置在负载质量改变时依然有良好的缓冲调节性能.     

溢流阀先导阀芯的振动特性仿真研究

先导式溢流阀振动的主要来源为先导阀的振动。针对先导阀在工程中出现的振动问题进行研究。建立先导阀芯振动的系统动力学模型,分析相关参数对先导阀振动特性的影响。结果表明,增大连接主阀上腔和先导阀前端孔道的长度、减小孔道直径、减少油液的含气量和减少油液工作温度等有助于减少先导阀的振动,提高溢流阀工作稳定性。     

一种压力补偿阀的建模及稳定性分析

分析了一种具有负载传感功能的压力补偿阀芯的受力情况.对腔内流体运用动量守恒定理建立数学模型,并利用泰勒级数展开式使其线性化.建立阀芯的运动微分方程,由Routh Hurwitz稳定判据给出了稳定条件,并分析了特征参数对阀性能的影响.数值模拟阀腔内流体流动的结果表明：阀腔底部区域的压力可以看作是一个恒定值,而不是位移的函数.集成运用Visual Basic和Matlab分析了压力流量增益系数、动量变化等对稳定性的影响.仿真和实验结果表明,若使液压系统实现全功率平稳控制,则需要合理选用弹簧刚度和合理设计补偿阀口的开口幅度.     

气阀动力特征参数对活塞式压缩机示功图的影响

在一定的假设条件下,建立往复式压缩机工作过程数学模型,编程求解并绘制出热力过程P-V示功图;研究了气阀动力特征参数对压力曲线的影响,并给出特定工作条件下气阀参数的最优组合;研究结果表明:吸气阶段,阀片质量越小,气缸最小压力升高,阀片开启时间越短,不易出现滞后启闭现象;弹簧刚度系数与最小压力及阀片启闭关系不显著,系数越大,曲轴转速越低,越易引发"颤振"现象;弹簧预压缩量越小,弹簧个数越少,愈易引起阀片滞后关闭,此外,弹簧刚度越大时,这种影响越显著。     

溢流阀实验方法探讨

本文分析了影响溢流阀静态压力流量特性曲线试验及瞬态响应曲线试验的原因,提出了新的加载方法。采用这种方法,可消除静态压力流量特性试验时加载溢流阀的特性对被试阀的特性的影响,可消除瞬态响应曲线试验时操作电磁阀动作时间对试验系统压力飞升速率的影响,同时可增强实验教学的直观性。     

溢流阀环形槽抗气穴性能分析及优化设计

采用RNG k ε湍流模型数值模拟溢流阀环形槽口的气穴流动现象,并分析环形槽各结构参数对阀腔内气穴流场的影响。结果表明,结构参数θ越大,参数R1和R2取值最优时,抗气穴性能更明显。根据环形槽结构参数的数值模拟数据,利用kriging模型方法得出代理函数,即以阀腔内最大气体体积分数为目标函数,以Gauss函数为相关函数,采用常数回归模型的似然函数。利用改进PSO算法对代理函数进行优化计算,经对比得出优化参数的抗气穴性能显著。     

大功率水压比例卸荷阀功率级动态特性仿真研究

针对开关式电磁卸荷阀工作中压力冲击严重的问题,提出采用比例控制方式对泵站压力升降过程进行调节的方法,并设计了一种1 200 L/min,50 MPa的比例卸荷阀．针对功率级主阀大尺寸、大容腔等特点,采用功率键合图建立了数学模型,研究了主阀弹簧腔直径、阻尼孔直径、先导阀开度、主阀弹簧刚度和预紧力对主阀升压响应时间、卸荷响应时间和卸荷残余压力的影响规律．结果表明：卸荷响应时间与卸荷残余压力具有变化的一致性,而与升压响应时间呈反比例关系;在满足卸荷残余压力不大于1.2 MPa的基础上,可以确定各关键参数的优选值;最终升压响应时间为160 ms,卸荷响应时间为60 ms;在25%输出幅值状况下幅频宽为9 Hz,在100%输出幅值状况下幅频宽为3 Hz.     

新型高压水压数字溢流阀的PLC控制及其特性

数字溢流阀采用PLC控制,可以改善控制性能,提高开启率和闭合率,并可以方便地与计算机控制系统相连接.在此主要介绍了PLC控制数字溢流阀的基本方法,包括控制原理、驱动接口和软件控制逻辑,对数字溢流阀进行了计算机仿真和实验分析,并与一般的直动式溢流阀和先导式溢流阀相比较.结果表明,数字溢流阀的系统压力超调量、开启率、闭合率、动态响应时间等都比先导式溢流阀的好,调压范围比直动式溢流阀大.