电磁阀阶梯减压控制方法

为实现电磁阀减压过程的精确控制,提出阶梯减压控制方法,并对控制参数进行了试验标定。通过对电磁阀阀芯受力与电磁阀液压响应特性分析,指出可通过调节电磁阀压力控制状态和控制信号状态持续时间得到不同的压力变化率,为阶梯减压控制实现提供依据。电磁阀压力控制状态采用延迟开闭控制方法。电磁阀控制信号状态持续时间受压力变化速率和开关延迟现象的影响,其中影响压力变化速率的阀口流量系数,影响开关延迟现象的开启延迟时间与关闭延迟时间通过试验标定。借助试验台架,对电磁阀不同速率的压力变化试验进行测试,结果表明所提出的阶梯减压控制方法能够很好地跟随目标压力,试验偏差可以维持在1 MPa以内,控制精度高。     

插装阀阀芯优化与仿真分析

插装阀在静止状态下，由于静摩擦的原因，导致阀芯与阀套出现卡滞现象；在运动状态下，由于压差和阀芯微偏移的原因造成阀芯与阀套发生磨损；为此提出一种新型的带有导流槽的插装阀阀芯。基于缝隙流动和液压卡紧分析，建立插装阀阀芯与阀套间隙的CFD优化仿真模型，通过N-S方程、伯努利方程和卡紧力方程联立得到阀芯与阀套间卡紧力的推导公式。基于CFD仿真模拟分析，比较新型阀芯与原阀芯不同模型间隙的切线应力、压力分布规律，结果表明：在入口压力为12 MPa时，原阀芯的切线应力在12 000 Pa上下波动，大于新型阀芯切线应力4 200 Pa；在入口压力为8 MPa时，原阀芯的切线应力在7 200 Pa上下波动，大于新型阀芯切线应力3 000 Pa；且原阀芯切线应力的波动范围远大于新型阀芯。新型阀芯在阀套间的受力更加平稳，磨损更小。研究结果为插装阀优化以及减少能量损失和改善润滑条件提供理论指导和依据。     

先导腔动压反馈比例溢流阀设计与性能分析

普通比例溢流阀在高压、大流量工作时,其调压偏差大、压力波动大,同时会引起调压弹簧疲劳,产生振动和噪声,降低了使用寿命及可靠性。针对以上问题,基于G型π桥液阻网络原理,设计了一种先导腔动压反馈电液比例溢流阀,提出采用液压刚度(活塞式)替代先导阀弹簧刚度的设计方法,以提升先导阀芯响应速度和整体稳定性。对溢流阀进行了结构设计、原理分析、数学建模及仿真分析,并根据优化后的结构参数进行设计和实验验证。结果表明,该溢流阀高压时调压偏差低,在压力26. 25 MPa时比普通阀降低了72%,最低为0. 53 MPa;动态特性良好,超调最低为0. 94%,阀芯振动减小,工作平稳。将溢流阀用于ZL50G型装载机上,代替原有的动臂油路上溢流阀和背压用电磁溢流阀,分析了空载状态下溢流阀对工作装置动作的影响,仿真分析结果表明,溢流阀压力波动降低了70%,系统工作稳定性得到提高。     

定量泵负载敏感系统卸荷压力冲击抑制研究

定量泵负载敏感系统在快速卸荷时容易出现压力冲击现象,对系统的可靠性和寿命产生较大危害。三通压力补偿阀是定量泵负载敏感系统中关键的调压元件,本文以三通压力补偿阀为切入点,建立定量泵负载敏感系统功率键合图模型,基于键合图模型推导系统的状态方程,建立Matlab动态仿真模型,探讨系统卸荷压力冲击的抑制方案。基于系统仿真模型,首先对系统卸荷压力冲击的仿真与试验进行对比,验证了仿真模型的正确性;然后,针对三通压力补偿阀的系统压力腔阻尼、阀芯直径、Ls腔阻尼、阀口锥角等关键参数,对卸荷压力冲击影响规律进行仿真;最后,基于关键参数对卸荷压力冲击影响规律的分析,提出了一种"小阀芯、双阀口"型三通压力补偿阀结构优化方案,并对其卸压冲击抑制效果进行了仿真和试验。结果表明,该方案可以有效抑制卸荷压力冲击,优化后系统卸压冲击压差比原系统降低了89%,卸荷压力降低了20%,进一步实现了节能。     

2D高频转阀液动力矩研究

2D高频转阀是利用阀芯双自由度运动而设计的一种转阀,阀芯高速旋转时,阀口油液流速的变化对阀芯会产生周期性的液动力矩,干扰阀芯的正常驱动,甚至影响2D高频转阀的正常工作。对不同结构阀芯的2D高频转阀阀腔流场进行了数值计算,研究阀芯结构变化对阀芯沟槽流体近壁平均压力、近壁平均流速和阀芯液动力矩的影响,研究结果表明3号和4号阀芯单元结构布局合理,且阀芯沟槽底面高度h越大,液动力矩变化越平稳,阀口流量越大。     

阀芯运动过程液压锥阀流场的CFD计算与分析

应用CFD方法对阀芯运动状态下流体在锥阀内的流动状态进行了可视化计算和分析研究。参照实际锥阀的结构和参数，用CAD软件Pro／E建立了阀内流道的三维几何模型。应用前处理软件Gambit进行了网格的划分、细化，用自定义函数UDF确定了阀芯运动速度。应用Fluent中动网格技术进行了计算研究，获得了阀芯开启、关闭过程受到的瞬态液动力、流量系数与通过阀流量、阀开口度之间的定量关系。     

流量稳定阀的动静态性能

为了研究一种补偿阀芯前置式流量稳定阀的静态和动态性能,计算了主阀腔平衡压力p1,发现在稳定阀其他节流参数不变的情况下其值可以看作是系统输入压力p0与负载压力p2的线性组合;并在此基础上得出了补偿阀芯位移率Δxpc/xpc与静态参数之间的物理模型.利用AMESim液压系统开发库HCD建立了流量稳定阀动态模型,分析了不同参数对其动态性能的影响,结果表明：增大p0可以提高负载运行效率,并使外部和内部反馈压力差增大,但同时会造成负载运行不稳定;增大负载质量M,内部和外部的反馈压力差会下降,但负载动态稳定性得到一定的改善.增大弹簧刚度K,负载动态变化过程开始时间会延迟,且负载运行趋向不稳定;K的变化会影响内部反馈压力差,但对外部反馈压力差的稳态值几乎无影响;补偿阀芯左侧圆柱面直径dt对负载动态性能的影响很小.     

液压系统常见故障及其排除方法

一、系统无压力或压力不足产生这种故障,可能是因为以下原因:1.可能是作过载保护用的溢流阀无压开启造成的。因为溢流阀的主阀芯弹簧的弹性系数特别小,压力的调整是通过调整先导阀的弹簧弹力实现的,造成这种故障可能是因为主阀芯阻尼孔堵塞,导致主阀芯在很低的压力下打开,或者是阀芯被卡住不能关闭造成的,当然也有可能是因为先导阀的阀芯弹簧失效,致使先导阀始终开启造成。如果遇到这种故障,应该修研阀芯与壳体,清洗阻尼孔,更换弹簧。     

弓形和矩形先导级2D伺服阀动态特性分析

2D伺服阀基于螺旋伺服的原理将先导级和功率级集成在阀芯上,具有功率密度高和响应速度快的特点,其动态特性易受先导级节流口的影响。本文对弓形和矩形两种先导级结构的2D伺服阀动态特性及其结构参数对动态特性的影响进行研究。首先,阐述2D伺服阀的结构及工作原理,分别建立弓形和矩形先导级结构2D伺服阀的数学模型;然后,采用数值计算的方法对两种先导级结构2D伺服阀进行仿真分析,获得两者在不同结构参数(斜槽角β、先导级零位开口量h0)和不同工作压力ps下的阶跃响应特性;最后,搭建2D伺服阀的阶跃特性实验平台,获得弓形和矩形两种先导级结构2D伺服阀的阶跃特性实验曲线,并与仿真结果进行比较。结果表明,在相同结构参数(斜槽角β为82°、先导级零位开口量h_0为0. 02 mm)和20 MPa工作压力条件下,2D伺服阀采用矩形先导级结构将阀芯轴向位移对阀芯转角的阶跃响应时间,从弓形先导级结构的3. 4 ms缩短为1. 4 ms。将矩形先导级结构应用于以力矩马达作为电-机械转换器驱动阀芯旋转构成的2D电液伺服阀中,当阀芯轴向位移为0. 3 mm时,其阶跃响应时间为10 ms,基本满足2D电液伺服阀对响应速度的要求。     

单座式调节阀阀芯-阀杆系统流固耦合振动研究

针对单座式调节阀阀芯-阀杆系统的流固耦合振动问题,建立了考虑阀门定位器作用的系统动态仿真模型,给出了求解阀芯-阀杆系统响应的预估-校正算法,利用ANSYS软件对系统在固定开度与变开度情况和流开型与流闭型情况下的振动响应进行了定性分析。研究表明:对于固定开度,阀芯稳态位移偏移量以及流体力随压差增加以及开度减小而增大,阀芯动态位移过渡时间随压差增加而缩短,而流开型流向时阀芯位移响应幅度要大于流闭型流向。对于开度减小情况,采用流闭型流向时阀芯动态位移过渡时间更短,且压差越大,阀芯动态位移过渡时间越短,而流开型流向时则相反;对于开度增大情况,阀芯动态位移过渡时间和压差之间的关系与开度减小情况相反。     

共轨喷油电磁阀动态特性仿真与实验

电磁阀动态响应特性直接影响高压共轨喷油器的开启和关闭过程.首先对电磁阀驱动电流加载和卸载过程进行了实验研究,基于实验结果和驱动原理求取了不同气隙下电磁阀磁链与电流的关系,并根据磁链与电磁力的关系建立了电磁阀的电磁模型.然后根据电磁阀的工作原理建立了描述衔铁运动特性的电磁阀动力学模型.最后,在Matlab/Simulink仿真环境中建立了以驱动电流为输入的共轨喷油器电磁阀机电耦合模型,对模型进行了验证,仿真计算结果与实验结果显示了很好的一致性.     

基于电磁阀减振器的1/4车辆半主动悬架非线性控制

在电磁阀减振器力-速度特性试验基础上,针对电磁阀减振器1/4车辆半主动悬架非线性特性和电磁阀减振器可调阻尼力输出饱和特性,提出一种基于输入饱和的滑模控制策略。建立半主动悬架1/4车辆非线性模型和输入简化的悬架参考模型。设计半主动悬架1/4车辆非线性模型滑模控制器,同时考虑电磁阀减振器阻尼力存在的输出饱和特性,设计辅助分析系统,以控制补偿信号对滑模控制器进行饱和补偿。Matlab/Simulink仿真与台架试验结果表明:设计的输入饱和滑模控制器能有效消除电磁阀减振器输出饱和特性影响,使电磁阀减振器半主动悬架车身垂向加速度、悬架动挠度等性能指标很好地跟踪或接近悬架参考模型理想输出,优化电磁阀减振器半主动悬架非线性控制与设计,有效改善车辆乘坐舒适性。     

柴油机高速强力电磁阀的数值模拟

高速强力电磁阀是影响柴油机电控燃油喷射系统性能的关键部件。通过高速强力电磁阀驱动特性的理论分析和数值求解喷油器电磁阀的磁场分布,对电磁阀动态响应特性进行了数值模拟计算。试验验证了模拟计算结果的正确性。     

基于轮缸PV特性的电磁阀线性增压控制

电磁阀线性增压控制精度与电磁阀控制特性和轮缸PV特性有关,影响到制动能量回收系统中液压控制的响应精确性。本文提出了基于轮缸PV特性的电磁阀线性增压控制方法。分析了电磁阀的工作机理,并给出了电磁阀控制精度需求。通过对电磁阀控制机理分析,指出电磁阀线性控制具有一定的线性控制范围,且可通过增加线圈电流实现;通过对轮缸PV特性分析,指出轮缸具有低压非线性区和高压近线性区。试验分析不同电流变化率下的轮缸压力变化率特点,分别得到轮缸低压非线性区和高压近线性区内的线性增压控制算法。运用d SPACE平台搭建硬件在环试验台架,进行了不同增压速率下轮缸实际压力跟随目标压力的试验,结果表明本文提出的线性增压控制算法可以满足电磁阀控制精度需求,丰富了线性增压控制理论。     

基于PSPICE的电控柴油机电磁阀驱动电路仿真设计

建立了精确的电控柴油机电磁阀驱动电路PSPICE模型.通过仿真分析,讨论了不同参数对电磁阀驱动电流特性的影响.在对各个因素进行综合分析的基础上,设计了电控柴油机电磁阀通用驱动模块.该模块采用电路反馈、高低端控制以及高低电源驱动的方式,满足了电控柴油机高速电磁阀驱动的要求.同时,基于仿真方法,还设计了电磁阀驱动回路的故障检测、诊断以及ECU自保护功能.试验表明,采用该方法设计电控单体泵柴油机、高压共轨电控柴油机用ECU的电磁阀驱动模块是高效可靠的.     

高压燃油系统电磁控制阀区域流动特性试验

研究了高压燃油系统单体泵电磁阀区域的流动特性.在电控单体泵泵体上设计了光学透视窗口,利用高速摄像仪器测量控制阀出口端的瞬态流动.对拍摄的图片进行灰度处理,获得了控制阀区域随时间变化的亮度曲线.分析试验结果得出:电控单体泵在控制阀区域出现空泡,形成两相流.由于高速燃油在狭小的控制阀区域流动,以及控制阀多次碰壁,挤压燃油导致空泡的产生.     

直流液压电磁阀通断响应性能分析与测试

为了获得影响直流液压电磁阀通断响应性能的主要因素及其相互关系,通过以K-01-D12型直流液压电磁阀为例,在剖析其结构和工作原理的基础上,对其通断特性进行了理论分析,从电磁力、弹簧力、摩擦力、液压油阻力等方面建立了其开启和关闭时的衔铁运动学模型.设计了以工控机为上位机、单片机为下位机的液压电磁阀性能测试平台,对模型进行了部分测试验证,理论分析和测试结果表明:直流液压电磁阀通断响应性能与液压油的温度、复位弹簧的倔强系数等因素密切相关.油温越高,液压油黏性阻尼系数越低,其通断响应时间越快,但温度过高容易导致泄漏,影响效率;复位弹簧倔强系数越大,电磁阀单腔开启时间越慢,关闭时间越快,但对电磁阀两腔之间直接切换影响不大.     

高压共轨喷油器电磁阀仿真分析研究

运用AMEsim软件建立了高压共轨的电磁阀的模型,并对模型进行分析求解。得到了电磁阀驱动电压、线圈匝数、弹簧刚度、衔铁质量等参数对电磁阀响应特性的影响趋势,得出了一些重要的理论分析结论,为电磁铁设计提供依据,对电磁阀的开发和研制有一定的参考价值。     

柴油机单体泵喷射控制EPS系统设计与试验

针对柴油机单体泵喷射系统高实时性要求,通过对单体泵控制原理的分析,采用位置同步、角度时钟驱动概念,设计了发动机位置同步系统硬件和喷射系统软件,最高喷射精度达到0.023 4℃A,电磁阀峰值和保持电流分别为12 A和8 A,试验结果表明,该系统不仅实现了快速精确控制喷油,而且具有冗余控制功能.