换向阀节流槽口建模方法及仿真研究

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液压换向阀是液压系统的重要组成部分,其压力-流量特性直接决定着液压系统性能的好坏,而液压换向阀阀芯凸肩上节流槽口的形状、尺寸等参数对阀的性能起着决定性因素。本文以换向阀节流槽口为主要研究对象,从提高仿真精度的角度出发,探讨一种精准的仿真建模方法。  首先,论文在分析节流槽口形状、大小参数对阀的特性影响的基础上,根据某型工程机械换向阀的结构特征,运用AMESim仿真平台的液压元件库(HCD库)构建了换向阀的仿真模型以及液压系统仿真模型,获得了此阀在典型工况下压力-流量特性的仿真结果。同时,搭建了与典型工况相似的台架实验台并进行台架实验,获得相应的实验数据。  通过对比分析实验与仿真结果,探讨了导致仿真误差较大的主要影响因素。针对节流槽口的阀口的流量系数随着阀口开度无规律变化的特点,利用Fluent流体仿真软件运用流体动力学仿真计算方法,获取了阀口流量系数与阀口开度之间的对应数据。再结合阀口过流面积的修正软件,并通过利用AMESim软件的导入数据表功能,对仿真模型进行修正,完善了仿真模型,提高了仿真精度,使误差范围控制在10%以内。  最后,运用上述的建模仿真方法,对某型起重机回转换向阀的改进设计进行了仿真建模及特性研究。实车的实验结果表明,改进后的新型回转换向阀在投入实车使用后,启停时吊臂抖动的现象明显减小、系统的压力冲击显著降低,与仿真结果一致。以上实验表明,本文提出的方法具有良好的仿真效果,为今后液压换向阀的设计奠定了良好的基础。
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