全液壓壓裂車大流量換向閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真研究.pdf

1、隨著能源消費(fèi)需求的日益增加，非常規(guī)油氣資源的開發(fā)顯得越來越重要。由于傳統(tǒng)的機(jī)械式壓裂車壽命短、成本高，某公司設(shè)計(jì)了一種基于液壓傳動的全液壓壓裂車。全液壓壓裂車是采用發(fā)動機(jī)—油泵—換向閥組—油缸—增壓缸—配流閥的傳動方式進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這種傳動方式有效降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，節(jié)約成本。為了滿足全液壓壓裂車液壓系統(tǒng)的換向需求，需要采用高壓、大流量的換向閥，而目前能滿足此種要求的換向閥，主要是插裝式和滑閥式的結(jié)構(gòu)，雖然插裝式換向閥結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，但

2、滿足大流量要求的大尺寸插裝閥芯價(jià)格昂貴，且需求量較大，而滿足大流量要求的滑閥式換向閥基本依賴進(jìn)口。因此，設(shè)計(jì)并研究高壓大流量的滑閥式換向閥，既能夠滿足全液壓壓裂車液壓系統(tǒng)的換向要求，也能夠提高我國滑閥式換向閥的研究水平和應(yīng)用技術(shù)。
　　本文以滿足全液壓壓裂車液壓系統(tǒng)換向要求的大流量換向閥為研究對象，對換向閥進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)仿真研究，根據(jù)實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果，對換向閥進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。首先依據(jù)換向閥的工作原理，詳細(xì)說明了主要零件的設(shè)計(jì)過

3、程，分析了換向閥的受力，對換向閥的主要受力進(jìn)行了計(jì)算，并分析了主閥壓力損失，對壓力損失進(jìn)行了校核計(jì)算；通過MATLAB建立了過流槽閥口的計(jì)算程序，簡化了閥口過流面積的導(dǎo)入計(jì)算；然后建立了換向閥的動力學(xué)與流量特性方程，為換向閥仿真模型的建立提供了依據(jù)；通過AMESim建立了換向閥的仿真模型，重點(diǎn)分析了先導(dǎo)壓力、先導(dǎo)流量對主閥開啟特性的影響，同時(shí)分析了閥的其他結(jié)構(gòu)參數(shù)對換向性能的影響；通過將仿真數(shù)據(jù)與試驗(yàn)結(jié)果對比，得出換向閥設(shè)計(jì)中存在的問題