滚轮压扭型2D电液比例方向阀特性分析

设计了一种滚轮式双向压扭联轴器,以球型滚轮代替滚动轴承,既简化了压扭联轴器的加工,也减小了摩擦阻力;可实现比例电磁铁直线运动和阀芯旋转运动的转换,同时放大阀芯旋转扭矩,并将其与双向比例电磁铁和2D方向阀共轴联接,组成一种压力高、流量大、结构简单的位置反馈型2D电液比例方向阀。进而建立了该阀的数学模型,应用Matlab软件对阀的特性进行了仿真分析。实验结果表明:滚轮型压扭联轴器具有良好的输入输出特性,颤振补偿下空载滞环可达1.0%;系统压力为21 MPa时,包括电磁铁滞环在内,该阀流量滞环小于5%,且线性度和重复特性良好;对应-3 d B、-90°的频宽约为12 Hz;阀的阶跃响应上升时间约为0.45 s,无超调量。     

滚珠丝杠压扭型2D电液比例方向阀静态特性研究

针对直动式电液比例方向阀因比例电磁铁磁饱和造成流量无法做大的不足,提出了一种滚珠丝杠型2D电液比例方向阀。该阀利用压扭放大驱动技术放大电磁铁推力,通过静力分析,其放大系数为20,能克服摩擦力或卡紧力等非线性因素的影响。实验结果表明：压扭联轴器螺旋升角和力传递半径越大,压扭放大效果越明显;改变颤振幅值比改变频率对改善阀的静态特性影响明显;增大螺旋升角和力传递半径对阀的静态特性改善明显,在7MPa系统压力下,该阀的滞环不超过3%,死区约为0.5%;28MPa系统压力下,流量可达190L/min,死区约为2.8%,滞环小于5%,导控级泄漏约为0.2L/min。理论研究与实验数据说明：该阀较传统的直动阀具有良好的静态特性和工程实用价值。     

双向压扭联轴器滞环颤振补偿技术研究

提出一种针对2D电液比例方向阀的双向压扭联轴器的设计方案,用球型滚轮传递运动,将楔形件的直线运动转换为阀芯的旋转运动,同时放大输出转矩和2D阀芯的扭转角度。建立了压-扭联轴器的动力学方程,用相平面法研究了其颤振补偿间隙特性,采用颤振补偿技术降低压扭联轴器的滞环,达到消除间隙的效果。在建立数学模型和制作样机的基础上,对楔形件直线运动与阀杆旋转角度之间的关系进行了仿真和实验,仿真分析与实验结果基本吻合,实验结果表明:采用颤振补偿技术可有效降低因间隙产生的滞环;颤振幅值为间隙量50%时,滞环约为3.7%,颤振幅值大于间隙量时,滞环小于2%。     

2D电液伺服流量阀特性研究

提出了2D电液伺服流量阀设计方案,应用磁栅霍尔传感器检测比例旋转电磁铁的角位移,并与输入控制信号对比,形成角位移信号闭环反馈;采用变传动比拨杆拨叉驱动机构,结合2D控制技术将旋转电磁铁角位移比例转换为阀芯轴向位移,斜槽敏感通道形成位置闭环反馈,提高了其控制精度和抗污染能力。建立了该阀的数学模型,对整个系统进行了仿真分析,并设计样机,进行了实验研究,实验结果表明:当工作压力为35 MPa、阀芯行程为0.8 mm时,其频宽约为120 Hz,阶跃响应5 ms,6 mm通径阀流量达60 L/min,且其质量仅为同级别阀的1/3左右,适用于机载液压系统。     

2D电液高速开关阀设计与实验

2D电液高速开关阀是采用具有双运动自由度阀芯的两级高速开关阀,该阀利用旋转电磁铁和拨杆拨叉机构驱动阀芯作旋转运动,实现导阀功能,由油液压力差推动阀芯作轴向移动,实现阀口的高速开启与关闭。为提高阀的动态特性,旋转电磁铁转子设计成3个52°叶片环形均布结构形式,拨杆拨叉对旋转电磁铁的输出转矩放大5倍。为测试2D高速开关阀的动态特性,设计了双摆轮和旋转电磁铁驱动2D高速开关阀两种实验方案。在建立数学模型和制作样机的基础上,对其动态特性进行了数字仿真和实验研究,仿真与实验研究结果吻合,2D高速开关阀的液压伺服螺旋机构具有很高的频响,当用旋转电磁铁驱动时,在28 MPa工作压力下,阀芯轴向行程为0.8 mm,开启时间约为18 ms,6 mm通径阀流量高达60 L/min。     

电液比例变量泵动态特性仿真与试验

为了提供一个准确的电液比例变量泵动态元件模型,应用在设计系统中以提高系统的精确性,首先对某型号电液比例变量泵进行机械结构参数测绘,确立电液比例变量泵的基本结构参数,然后根据泵、阀性能参数,利用AMESim软件平台建立了比例流量伺服阀和变量泵的仿真模型。通过对压力、流量、比例阀开口量等多种参数的组合控制,对电液比例变量泵动态特性进行仿真测试和试验验证,得到了相吻合的动态响应曲线,验证了模型的准确性,并直观反映出流量、压力双控下,比例流量伺服阀阀芯、斜盘摆角及其系统压力各种变化的动态响应情况。进一步对电液比例变量泵仿真模型中比例流量伺服阀响应速度、阀口开度增益、控制活塞直径等参数对斜盘动态特性影响进行了研究,结果表明比例流量伺服阀响应越高、阀口开度增益越大、控制活塞直径越小,斜盘动态响应越快,但阀口开度增益过大,会导致斜盘响应超调增加,影响斜盘的动态特性。     

2D阀控电液激振器低频段振动波形分析

2D阀控电液激振器是利用2D阀阀芯的匀速旋转和轴向滑动改变阀口面积变化波形,以产生频率和幅值可独立调节的振动波形。在分析该激振器工作原理的基础上,建立数学模型,采用分段积分的方法,推导出激振器输出波形方程的解析解,最后,将实验得到的波形与解析波形进行对比,根据频谱特性分析波形的失真度。研究结果表明：在低频段,由于主要受到弹性负载力方向变化的影响,振动波形表现出上升与下降过程的不对称,其不对称度取决于2D阀的轴向开口大小,实验与解析结果一致。虽然随着频率的提高要考虑液压谐振的影响,但只要阀的轴向开口小于某一临界值,其波形失真度就不大于     

导航专用液压控制阀测试平台设计及性能试验

为了选用合适的方向控制阀,解决拖拉机自动转向系统中导航阀组的设计问题,研制了导航专用液压控制阀测试平台。应用 C＃语言开发监控系统软件,通过 CAN 总线与现场控制器通讯,实时采集被测阀各口流量、压力,通过RS485总线传输至上位机进行分析、处理。应用该平台分别对电液伺服阀和比例方向阀进行了性能试验。试验结果表明,电液伺服阀QDY12和比例方向阀KDG4 V-3 S-33 C22 A均可满足导航要求。     

大功率拖拉机电液提升器比例提升阀设计

针对大功率拖拉机电液提升器,设计了比例提升阀,对4种不同型式节流口的流量特性进行了对比.基于状态空间法,建立比例提升阀的动态数学模型及仿真模型,在Matlab/Simulink中进行仿真及参数优化设计,并进行了室内试验.结果表明,采用半圆形节流口的阀芯行程短且具有良好的小流量特性;经参数优化之后,比例提升阀控制电流与流量曲线线性度决定系数为0.9986,动态阶跃响应超调量为6.25％,调整时间为0.3s.     

先导式电液比例阀的特性研究

液压阀是控制液流的压力、流量和方向的控制元件。目前在液压领域的流量控制阀主要原理是采用阀芯运动改变节流面积进而改变流量的。基于先导式溢流阀的原理,设计一款先导阀芯与主阀芯同轴配合的液压阀,提出基于CFD仿真的液压阀流量性能控制设计方法,比较主阀芯的结构形式。建立基于先导式电液比例阀结构的数学模型,并利用MATLAB进行建模仿真分析。为验证阀的动、静态流量性能,建立MATLAB模型,确定阀芯的面积—位移特性实现比例流量控制,并在试验台进行试验,验证其静态和动态流量性能。结果显示,采用矩形空心缓冲头阀芯具有良好的小流量比例特性,电液比例阀电压与流量的曲线线性度系数为0.983,流量的动态阶跃效应超调量为7%,调整时间为0.02 s。