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调压限压组合溢流阀调压性能的分析与优化

调压限压组合溢流阀调压性能的分析与优化

作者：刘亚杰安徽理工大学

学位级别：硕士

在液压控制系统中,溢流阀作为调节压力的重要元件,在任何工程实际中都是不可或缺的,一直以来,都是液压控制领域的研究热点之一。由于溢流阀的工作特性,内部流动状态和受力情况较为复杂,常处于高频高压振动状态,对结构要求较高。本文通... 详细信息

在液压控制系统中,溢流阀作为调节压力的重要元件,在任何工程实际中都是不可或缺的,一直以来,都是液压控制领域的研究热点之一。由于溢流阀的工作特性,内部流动状态和受力情况较为复杂,常处于高频高压振动状态,对结构要求较高。本文通过结构创新提出了一种兼具稳压、调压功能与紧急卸荷功能于一体的调压限压组合溢流阀,其工作原理与先导式溢流阀基本类似,区别在于组合溢流阀实现了以下主要功能:一是在主阀工作过程中,限压阀有利于增强主阀阀芯稳定性,二是在限压阀工作过程中,主阀芯的尾椎结构可以提升限压阀阀芯的启闭特性,形成限压阀和主阀同步开启溢流以达到快速泄压的目的。静态特性、调压稳定压力以及建压时间等特性是展示溢流阀调压性能的重要参数,因此对调压限压组合溢流阀的调压特性进行研究。主要工作如下:对调压限压组合溢流阀的总体结构进行设计,并介绍组合溢流阀的工作原理和结构特点,参考先导式溢流阀的参数计算步骤对组合溢流阀的主要结构参数进行计算。以流体力学为基础对组合溢流阀阀口流量系数等影响阀芯稳定性的参数进行分析计算。依据调压限压组合溢流阀的工作原理和结构参数建立数学模型,参考先导式溢流阀静、动态特性的分析步骤,建立组合溢流阀在正常工作下的动力学模型,并利用仿真软件对其动态特性进行仿真分析。并与先导式溢流阀在相同结构参数情况下的动态特性进行比较分析;建立该阀调压阀芯各端面面积之间的匹配关系,比较不同阀芯端面面积配比、敏感腔容积、限压阀液阻、阀芯质量等对该溢流阀动态性能的影响。结果表明:该组合溢流阀的多力稳压设计提升了溢流阀的使用性及稳定性,在结构参数不变的前提下,调压限压组合溢流阀的压力超调量为5.8%,响应时间为40ms,动态性能较先导式溢流阀有所提升,有效改善了普通溢流阀高压大流量工况下振动、压力波动大等失稳问题;当调压阀芯凸缘上侧有效受力面积以及尾椎受力端面积之和等于调压阀芯凸缘下腔有效受力面积时,溢流阀的动态性能最优;与调压阀敏感腔容积为15cm相比,敏感腔容积为10cm时超调量降低了4%,达到峰值时间降低了33%,表明合适的敏感腔容积、阀芯质量以及限压阀液阻能有效提高调压限压组合溢流阀的动态性能。研究先导回路液阻网络对溢流阀调压动态特性的影响,建立以F型π桥为先导回路的组合溢流阀的数学模型和AMEsim模型,对其动态特性进行仿真,与F型π桥溢流阀动态特性进行对比,结果表明:以F型π桥为先导回路相较于直接测量式有更好的稳态调压偏差;并且通过分析进一步证明尾椎结构能够有效降低压力波动,使溢流阀具有更好的动态性能。并且在主阀芯受力端面面积配比、F型π桥阻尼配比、先导阀芯有效受力面积三个方面分析其动态性能。对组合溢流阀稳态调压偏差进行分析,结果表明以F型π桥为先导回路可以有效提高组合溢流阀的稳定性。图[37]表[6]参[82]

关键词：调压限压组合溢流阀动力学分析静态仿真动态特性液阻网络

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壁孔回中式液压作动器机理与应用研究

机械工程学报 2018年第10期54卷 225-232页

作者：朱康武房成纪宝亮傅俊勇上海航天控制技术研究所

针对新一代运载火箭推力矢量控制系统在故障后需要紧急回中的实际问题和困难,提出一种基于液阻网络原理的新型壁孔回中式液压作动器。该作动器无需控制系统控制,也无需辅助作动器提供外力即可实现作动器的自动回中。完整给出壁孔回中式... 详细信息

针对新一代运载火箭推力矢量控制系统在故障后需要紧急回中的实际问题和困难,提出一种基于液阻网络原理的新型壁孔回中式液压作动器。该作动器无需控制系统控制,也无需辅助作动器提供外力即可实现作动器的自动回中。完整给出壁孔回中式液压作动器的设计原理和设计方法。使用液阻网络原理,对其工作机理进行分析,获得了系统的压力增益和负载刚度等关键特性的解析解。建立作动器的仿真模型,并开展对比仿真研究。研制原理样机,通过优化设计解决了回中孔对活塞密封圈造成损坏的问题。通过对比试验研究,验证了多孔型和长方型两种壁孔的实际回中效果。试验结果表明,两种形式的壁孔均可实现作动器的自动回中。并且回中精度高,运动稳定,在零位附近没有出现振荡现象。仿真和试验结果均表明:回中孔面积越大,回中速度越快;负载越大,回中速度越慢,离开中位的偏移量增大。通过对工作50 h后的作动器进行分解,证明回中孔确实会对密封圈造成一些微小的损坏,但通过使用本文所提出的优化设计方法,可以大大降低甚至消除回中孔对密封件的损坏,从而满足作动器的寿命要求。

关键词：壁孔回中液阻网络液压作动器液压缸伺服机构

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F型π桥溢流阀稳定性研究

中国机械工程 2007年第7期18卷 775-777,881页

作者：毛征宇谌铎文胡燕平湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室湘潭411201

对以F型π桥液阻网络为先导控制回路的溢流阀稳定性进行了理论与试验研究,建立了F型π桥溢流阀动态数学方程,应用劳斯稳定性判据对溢流阀稳定性进行了分析,得到了F型π桥溢流阀稳定的参数条件,理论分析结论与试验结果有良好的一致性,为... 详细信息

对以F型π桥液阻网络为先导控制回路的溢流阀稳定性进行了理论与试验研究,建立了F型π桥溢流阀动态数学方程,应用劳斯稳定性判据对溢流阀稳定性进行了分析,得到了F型π桥溢流阀稳定的参数条件,理论分析结论与试验结果有良好的一致性,为F型π桥溢流阀的设计提供了理论根据。

关键词：液阻网络 F型π桥溢流阀稳定性

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G型π桥溢流阀稳定性理论与试验研究

湘潭矿业学院学报 2001年第1期16卷 33-36页

作者：胡燕平康煜华刘德顺郭迎福彭佑多湘潭工学院振动冲击与诊断研究所湖南湘潭411201

对以G型π桥液阻网络为先导控制回路的溢流阀稳定性进行了理论分析 ,指出G型π桥溢流阀稳定性与先导回路液阻参数、先导阀的受压面积及弹簧刚度有关 .根据劳斯稳定判据 ,建立了G型π桥溢流阀稳定的判定条件 .通过试验研究 ,说明本文的... 详细信息

对以G型π桥液阻网络为先导控制回路的溢流阀稳定性进行了理论分析 ,指出G型π桥溢流阀稳定性与先导回路液阻参数、先导阀的受压面积及弹簧刚度有关 .根据劳斯稳定判据 ,建立了G型π桥溢流阀稳定的判定条件 .通过试验研究 ,说明本文的理论分析结果与试验结果有较好的一致性 ,其研究成果为G型π桥溢流阀的动态设计提供了理论根据 .图 3 ,参 7.

关键词：液阻网络稳定性 G型π桥溢流阀先导阀受压面积弹簧

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一种新型减压阀性能研究

湘潭矿业学院学报 1998年第4期13卷 59-64页

作者：胡燕平彭佑多康煜华浙江大学流体传动与控制国家重点实验室湘潭矿业学院机械系湖南湘潭411201

提出了一种先导回路为G型π桥液阻网络的减压阀新结构，对该阀的出口压力流量特性进行了仿真研究，分析了该阀先导回路有关参数的设计方法．该阀的压力流量特性根据先导回路液阻参数的不同设计，可以呈现3种形式：（1）减压阀出口压力... 详细信息

提出了一种先导回路为G型π桥液阻网络的减压阀新结构，对该阀的出口压力流量特性进行了仿真研究，分析了该阀先导回路有关参数的设计方法．该阀的压力流量特性根据先导回路液阻参数的不同设计，可以呈现3种形式：（1）减压阀出口压力随减压阀口流量增加而下降；（2）减压阀出口压力保持恒值，不随减压阀。流量的增减而变化；（3）减压阀出。压力随减压阀。流量增加反而上升．而普通先导式减压阀只具有一种特性，即随着流量的增加，其出口压力下降．图4，表1。

关键词：液阻网络减压阀仿真阀门

基于闭环力反馈原理的非线性液压主动阻尼悬架模型的研究及优化设讨

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汽车工程 2002年第3期24卷 245-249页

作者：涂华刚王庆丰浙江大学流体传动及控制国家重点实验室

本文在理论上建立了一套基于主动力反馈原理的新型主动阻尼悬架的设计和优化方法。首先提出了该主动阻尼悬架的实现模型,该模型是在传统的液力减振器的基础上,应用半主动控制的思想,结合力反馈的原理建立起来的内部液压反馈阻尼网络模... 详细信息

本文在理论上建立了一套基于主动力反馈原理的新型主动阻尼悬架的设计和优化方法。首先提出了该主动阻尼悬架的实现模型,该模型是在传统的液力减振器的基础上,应用半主动控制的思想,结合力反馈的原理建立起来的内部液压反馈阻尼网络模型。理论优化分析和计算机仿真表明,通过该液阻网络模型,即可以实现电控的主动阻尼悬架的功能,它可以根据汽车行驶路况的好坏,自适应地调节悬架阻尼大小以实现主动阻尼悬架的最优控制。

关键词：闭环力反馈原理非线性液压主动阻尼悬架力反馈液阻网络优化设计汽车