节流槽滑阀是液压阀的基本结构形式之一,其阀口是在阀心凸肩上均布若干不同形状的节流槽,用于获得不同的流量控制特性。节流槽滑阀及广泛用作工程机械液压主控制阀、液压比例阀及伺服阀的主阀。通过合理配置节流槽,可以获得丰富的多级阀口面积曲线,实施对流量的多级节流控制,满足不同工况下液压执行机构对运动速度的要求,使得液压执行机构起动或停止时刻平稳,工作区段能够根据工况需要分级或比例控制液压执行机构的运动速度。节流槽滑阀阀口流量特性及稳态液动力的精确计算,是高品质液压控制阀设计的关键环节。本文针对节流槽滑阀阀口流量系数及稳态液动力的计算,采用试验分析、数值模拟和理论分析相结合的方法进行了深入的研究。提出用节流面串联和最小过流面分别计算等截面和渐扩形节流槽阀口面积的确定原则,提出用节流槽内节流面的串并联效应计算组合节流槽阀口面积的确定原则,推导了典型节流槽阀口面积的计算公式并编制了其计算程序;发现矩形节流槽阀口流量系数在小阀口开度时接近于1,随阀口开度增大而迅速减小,中间阀口开度时可近似为常数,接近全周开口时又迅速增大,且随其截面深宽比增大而增大,并随截面水力直径增大而有所增大,流出方向流量系数大于流入约0.05～0.1;发现V形节流槽阀口流量系数与阀口开度呈衰减型指数函数关系,随V形槽坡度角增大而减小,流出方向流量系数大于流入方向约0.1～0.3;提出完整表征节流槽流量控制特性的参数“阀口流量面积A_q”的新概念;建立了矩形节流槽滑阀稳态液动力的数字化计算模型及程序。本论文研究内容及结论对液压控制阀阀口流量特性及计算理论进行了补充,对节流槽滑阀稳态液动力的计算提供了新的方法,对于节流槽滑阀的数字化设计和精确性能预测具有重要的学术和实用价值。论文的主要内容如下:第一章,阐述了本课题研究的背景和意义;概述了液压阀阀口流量及液动力特性的研究现状和存在的问题;概述了流场仿真在液压技术中的应用现状及其对本课题研究的应用价值;概括了本论文的主要研究内容。第二章,针对液压滑阀等截面和渐扩形两种典型节流槽,基于节流槽结构及其内流场特征,提出了用节流面串联和最小过流面分别计算等截面和渐扩形节流槽阀口面积的确定原则,推导出了典型节流槽阀口面积计算公式。在此基础上运用节流槽液阻效应分析确定了组合节流槽的阀口面积计算原则和方法,推导了典型组合节流槽阀口面积的计算公式。节流槽滑阀阀口面积可由其组成节流槽阀口面积叠加获得,运用MathCAD软件建立了节流槽形式滑阀阀口面积的通用计算程序。本章研究内容实现了节流槽滑阀阀口面积的数字化计算,是节流槽滑阀阀口流量系数及稳态液动力数字化计算研究的基础。第三章,基于阀口流量压差特性试验,对滑矩形节流槽阀口、V形节流槽阀口和二节矩形节流槽阀口的流量系数分别进行了试验分析,在阀口面积实现程序化计算的基瓷?运用数值解析的方法获得了上述三种典型节流槽阀口的流量系数及其变化规律,给出了工程设计应用的取值参考。提出了完整表征组合节流槽阀口流量控制特性的参数“阀口流量面积”的新概念,并对其特性进行了分析,对分离理解及运用阀口面积和流量系数的传统液压阀流量计算理论进行了发展。第四章,对矩形节流槽滑阀的稳态液动力进行了试验分析,获得了矩形节流槽滑阀的稳态液动力曲线及其与阀口开度、节流槽结构和油液流向的关系。运用流场仿真获得节流槽阀腔压力场和速度场的解,结合液压流体力学动量定理,从节流槽内部流动特性的角度对节流槽滑阀稳态液动力特性进行了深入分析。基于滑阀节流槽阀腔内的流动特征,结合试验测量和流场仿真计算结果,对节流槽滑阀稳态液动力的数字化计算方法进行了研究,建立了矩形节流槽滑阀稳态液动力的数字化计算模型及程序,程序计算结果与试验测量结果吻合良好。本章研究内容及结论对于液压滑阀液动力特性和计算理论进行了重要补充,对于节流槽滑阀稳态液动力的数字化计算和精确预测具有一定的指导意义。第五章,针对装载机流量放大液压转向系统的振动问题,对系统液压主控制阀一流量放大阀的特性进行了数字化解析,分析了系统的振动原因。运用取得的研究成果及结论对流量放大阀进行新的设计,获得了一种全新流量放大阀主阀。试车振动测试表明,全新流量放大液压转向系统具有振动小、控制性能优良、操作舒适及节能等特点。第六章,对本论文的研究工作和成果进行了总结,展望了下一步的研究工作。