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宽温域下偏转板电液伺服阀温度场特性

流体机械 2024年第3期52卷 49-56页

作者：严成坤刘小雪郑树伟王生荣冯东玲訚耀保中国航发长春控制科技有限公司长春130102 同济大学机械与能源工程学院上海201804

针对电液伺服阀在极端温度服役环境下复杂零件各部位的温度分布规律无法测量的难题,在工作介质温度为-40~140℃和环境温度为-55~250℃的工况下,建立了一种考虑传热过程的电液伺服阀及其精密部件的温度分析方法,取得了各零部件的温度分... 详细信息

针对电液伺服阀在极端温度服役环境下复杂零件各部位的温度分布规律无法测量的难题,在工作介质温度为-40~140℃和环境温度为-55~250℃的工况下,建立了一种考虑传热过程的电液伺服阀及其精密部件的温度分析方法,取得了各零部件的温度分布规律及其影响因素。结果表明:力矩马达壳体以及阀体的外表面温度最为恶劣,温度接近环境温度,阀体从外表面到内部呈现温度梯度;阀芯、阀套与工作介质直接接触,温度状况较好;力矩马达从上至下具有较大温度梯度,如高温工况下温度差值约为66℃,其中弹簧管上、下温差约为45℃,反馈杆上、下温差约为26℃。较大的温度梯度极易造成材料刚度、偶件配合尺寸等变化,显著影响服役性能,在材料选择上需要充分考虑;环境温度显著影响力矩马达组件中不与工作介质接触的部分,且对磁性材料性能、气隙、线圈均产生明显影响;介质温度通常低于环境温度,与介质接触的零部件受环境温度影响较小。本文分析方法和结果可用于宽温域下电液伺服阀的设计与分析。

关键词：偏转板伺服阀宽温域温度场力矩马达反馈杆组件

考虑阀芯阀套径向间隙的对称均等负开口液压滑阀压力特性分析

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液压与气动 2024年第4期48卷 9-14页

作者：訚耀保李天宇张玄李双路李聪张鑫彬同济大学机械与能源工程学院上海200092 上海航天控制技术研究所上海200233

考虑阀芯与阀套之间的径向间隙,建立具有对称均等负开口量的液压滑阀压力特性数学模型,得到了负开口滑阀的压力特性曲线族及其基本特征,分析了径向间隙和负开口量对滑阀压力特性的影响。结果表明:具有负开口量的液压滑阀的压力特性曲线... 详细信息

考虑阀芯与阀套之间的径向间隙,建立具有对称均等负开口量的液压滑阀压力特性数学模型,得到了负开口滑阀的压力特性曲线族及其基本特征,分析了径向间隙和负开口量对滑阀压力特性的影响。结果表明:具有负开口量的液压滑阀的压力特性曲线在阀芯位移等于负开口量处存在拐点,在拐点前假设为层流流动,因此负载压力随阀位移变化曲线是线性的,在拐点后为紊流流动,因此负载压力与阀位移成非线性关系;负开口滑阀可弥补阀芯阀套径向间隙的泄漏量,其压力增益随着负开口量的增加而降低;所建立的数学模型,可为电液伺服阀、高端比例阀以及多路滑阀的研制和分析提供技术支撑。

关键词：滑阀径向间隙负开口量对称均等压力特性

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偏转板伺服阀的自冷却方案与自冷却效果分析

流体测量与控制 2024年第5期 1-6页

作者：訾惠宇刘小雪王昕怡訚耀保付辰琦郑树伟中国航发长春控制科技有限公司同济大学机械与能源工程学院

发动机用电液伺服阀常工作在极端高温环境中，为保证电液伺服阀的服役性能，掌握极端高温环境下电液伺服阀温度分布规律及相应的冷却措施至关重要。在环境温度250℃、工作介质温度140℃的极端高温下，采用Fluent仿真分析发现偏转板伺服... 详细信息

发动机用电液伺服阀常工作在极端高温环境中，为保证电液伺服阀的服役性能，掌握极端高温环境下电液伺服阀温度分布规律及相应的冷却措施至关重要。在环境温度250℃、工作介质温度140℃的极端高温下，采用Fluent仿真分析发现偏转板伺服阀整体温度为140～233℃，力矩马达部分温度呈现上下的温度梯度，整体温度较高。结合实际需要提出了偏转板伺服阀的一种壳体回油自冷却结构方案，计算获得了含自冷却结构的偏转板伺服阀整体温度范围为140～182℃，其中力矩马达部分的上下导磁体、永久磁钢以及力矩马达下壳体的温度下降明显，该冷却结构可获得良好的冷却效果。对比分析了不同结构尺寸下偏转板伺服阀自冷却效果，综合考虑冷却效果以及功率损失的影响，得到冷却节流孔直径0.5 mm为最优尺寸。发现管路尺寸对偏转板伺服阀冷却效果影响不大，设计时应主要考虑加工性及结构强度因素。所提出的极端高温下电液伺服阀壳体回油自冷却方案，可作为电液伺服阀设计、制造的理论依据。

关键词：极端高温偏转板伺服阀 Fluent仿真分析温度分布自冷却结构

射流放大器的不对称性对偏转板伺服阀零偏的影响

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阀门 2024年第2期 154-161页

作者：张晓博葛声宏邹小舟原佳阳李双路訚耀保江苏省机械行业协会江苏南京210000 中航工业南京伺服控制系统有限公司江苏南京210061 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 同济大学机械与能源工程学院上海201804

针对偏转板伺服阀前置级放大器结构不对称导致零偏的问题,考虑两个接收腔结构尺寸不一致以及劈尖相对射流口不对称等因素,基于二维紊动射流理论建立了偏导射流放大器压力特性数学模型,分析了两个接收腔圆角、内角、喉部宽度不一致性以... 详细信息

针对偏转板伺服阀前置级放大器结构不对称导致零偏的问题,考虑两个接收腔结构尺寸不一致以及劈尖相对射流口不对称等因素,基于二维紊动射流理论建立了偏导射流放大器压力特性数学模型,分析了两个接收腔圆角、内角、喉部宽度不一致性以及劈尖相对射流口的偏移量对放大器压力特性以及零偏位移的影响。分析结果表明:由于接收腔圆角和接收腔宽度直接决定射流流出接收腔的面积,故接收腔圆角和宽度的不对称会对放大器零件产生较大影响,两接收腔圆角差值每增大10μm,会近似产生0.33μm的零偏,而两接收腔宽度差值每增大10μm,会近似产生1μm的零偏,接收孔内角的对称性和劈尖相对射流口的偏移则对放大器的零偏影响很小。减小两接收孔圆角和宽度的加工公差可以显著降低射流放大器的零偏,并提高射流放大器的一致性。

关键词：偏转板伺服阀射流放大器不对称性数学模型零偏

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3维离心环境下射流管伺服阀的零偏特性

上海交通大学学报 2017年第8期51卷 984-991页

作者：訚耀保王玉同济大学机械与能源工程学院上海200092

针对射流管伺服阀在离心环境下的零偏问题,建立了3维离心环境下射流管伺服阀零偏特性的数学模型,分析衔铁组件偏心距、电磁力矩系数、反馈杆刚度、运动部件质量等结构参数对射流管伺服阀零偏特性的影响,提出了减小3维离心环境下射流管... 详细信息

针对射流管伺服阀在离心环境下的零偏问题,建立了3维离心环境下射流管伺服阀零偏特性的数学模型,分析衔铁组件偏心距、电磁力矩系数、反馈杆刚度、运动部件质量等结构参数对射流管伺服阀零偏特性的影响,提出了减小3维离心环境下射流管伺服阀零偏值的措施.结果表明:射流管伺服阀离心零偏值与离心加速度值呈线性关系;衔铁组件偏心距、电磁力矩系数与运动部件质量是影响射流管伺服阀离心零偏的主要因素,反馈杆刚度对零偏影响不大;采用合适的衔铁组件偏心距或者滑阀质量与衔铁组件质量之比可实现各加速度值下的离心零偏均为零.采用某型射流管伺服阀进行了实验验证,理论结果与实验结果一致.

关键词： 3维离心环境射流管伺服阀零位特性离心加速度线性关系

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射流管伺服阀前置级压力特性

航空动力学报 2015年第12期30卷 3058-3064页

作者：訚耀保王玉同济大学机械与能源工程学院上海200092

为分析射流管伺服阀射流管喷嘴高压射流区的特性,建立了射流管伺服阀前置级数学模型,得到了射流管偏移值、射流管喷嘴半径和接收孔半径对接收器压力分布、喷嘴出口流速及接收器的左右孔恢复压力的影响规律.流场分析发现射流管喷嘴的高... 详细信息

为分析射流管伺服阀射流管喷嘴高压射流区的特性,建立了射流管伺服阀前置级数学模型,得到了射流管偏移值、射流管喷嘴半径和接收孔半径对接收器压力分布、喷嘴出口流速及接收器的左右孔恢复压力的影响规律.流场分析发现射流管喷嘴的高速射流出口处容易产生旋涡,且存在环状负压效应.结果表明:高压射流状态下,射流管喷嘴半径增大,恢复压力增加;接收孔半径增大,恢复压力降低.接收孔半径与射流管喷嘴半径之比的最佳取值区间为[1.3,1.5].当射流管偏移值增大时,在偏移值增大一侧,射流管与接收孔之间的有效流体接收面积增大,射流管与接收孔之间的流体旋涡扩大,内部流场环状负压效应增加,接收孔恢复压力降低.

关键词：射流管伺服阀接收器恢复压力旋涡环状负压效应

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对称负重合型气动伺服阀零位流动状态分析

航空学报 2015年第11期36卷 3724-3733页

作者：訚耀保李长明同济大学机械与能源工程学院上海200092

针对负重合型气动伺服阀(PSV)零位特性设计缺少理论依据问题,根据单个节流口的气体质量流量公式建立起气动伺服阀滑阀级的数学模型,采用假设求证法分析了零位时气体流经上、下游节流口的流动状态与影响因素之间的关系。结果表明在不同... 详细信息

针对负重合型气动伺服阀(PSV)零位特性设计缺少理论依据问题,根据单个节流口的气体质量流量公式建立起气动伺服阀滑阀级的数学模型,采用假设求证法分析了零位时气体流经上、下游节流口的流动状态与影响因素之间的关系。结果表明在不同供、排气压力比下,负重合量不均等系数小于0.528 3的气动伺服阀有3种可能的零位流动状态,即上、下游节流口均为亚声速流动,或者均为声速流动,或者上游节流口为声速时下游节流口为亚声速流动;负重合量不均等系数不小于0.528 3的气动伺服阀有两种可能的零位流动状态,即上、下游节流口均为亚声速流动,以及上游节流口为亚声速时下游节流口为声速流动。可知气动伺服阀的零位流动状态由负重合量不均等系数与供、排气压力比共同决定。以负重合量不均等系数分别为0.5、1、2的气动伺服阀为例进行了计算和实验验证,实验结果与理论分析相吻合。

关键词：气动伺服阀负重合量零位流动状态不均等系数供、排气压力比

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射流管伺服阀前置级不对称性对零偏的影响

华南理工大学学报（自然科学版） 2021年第5期49卷 111-119页

作者：訚耀保李聪同济大学机械与能源工程学院上海201804

前置级不对称现象是导致射流管伺服阀零偏的主要因素。考虑两接收孔大小不相等、射流管与接收器不对中、接收器接收孔中心不对称等几何结构因素,建立了射流管伺服阀前置级的数学模型;针对接收器接收孔中心不对称的工况,建立了基于定积... 详细信息

前置级不对称现象是导致射流管伺服阀零偏的主要因素。考虑两接收孔大小不相等、射流管与接收器不对中、接收器接收孔中心不对称等几何结构因素,建立了射流管伺服阀前置级的数学模型;针对接收器接收孔中心不对称的工况,建立了基于定积分的修正模型;考虑前置级接收面积的不对称度,提出了压力特性以及射流管伺服阀零偏值的定量分析方法。分析结果表明:前置级加工、装配和环境因素作用将造成几何结构的不对称现象,并直接造成伺服阀的零偏;射流管与接收器的初始装配误差和接收孔半径初始误差将严重导致伺服阀产生零偏;当右接收孔尺寸小于左接收孔、射流管存在向右偏移误差、右接收孔轴线与垂直方向夹角小于左接收孔与垂直方向夹角时,伺服阀产生正向零偏。文中还通过试验验证了理论的正确性,在伺服阀的加工和装配过程中应尽可能保证或创造条件做到前置级结构的对称。

关键词：射流管伺服阀前置级不对称性数学模型零偏

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轴向柱塞泵柱塞副偏心状态油膜特性分析

华南理工大学学报（自然科学版） 2016年第10期44卷 30-35,42页

作者：李晶陈昊訚耀保同济大学机械与能源工程学院上海200092

为了分析柱塞副偏心状态对油膜特性的影响,采用动压支承理论和数值模拟方法,研究在不同柱塞腔压力和缸体转速时柱塞副油膜形态及其变化规律,采用寿命试验台测试液压泵试验件并与理论结果进行对比验证.结果表明:柱塞偏心状态下,柱塞副油... 详细信息

为了分析柱塞副偏心状态对油膜特性的影响,采用动压支承理论和数值模拟方法,研究在不同柱塞腔压力和缸体转速时柱塞副油膜形态及其变化规律,采用寿命试验台测试液压泵试验件并与理论结果进行对比验证.结果表明:柱塞偏心状态下,柱塞副油膜出现最小厚度值,油膜内部压力高于柱塞腔压力;压油区油膜厚度随压力增加而线性增加,随转速增加而减小,但转速越大,油膜厚度减少量越小,柱塞转过90°时油膜厚度达到最小值;吸油区最小油膜厚度几乎不随转速变化,且吸油区最小油膜厚度小于压油区油膜厚度;柱塞副最小油膜厚度出现位置与斜盘摩擦力方向一致.

关键词：柱塞泵柱塞偏心柱塞副动压支承油膜特性