一類(lèi)電液流量控制閥的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、電液流量控制系統(tǒng)由于具有控制精度高、可靠性好以及抗負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于在航空航天、艦艇船舶等領(lǐng)域。電液流量控制閥作為電液流量控制系統(tǒng)的核心部件，其主要作用是將輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為流量輸出。提高電液流量控制閥的靜動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，有助于增強(qiáng)電液流量控制系統(tǒng)的性能，推動(dòng)流體傳動(dòng)及控制技術(shù)的發(fā)展。
　　論文以電液流量控制閥為研究對(duì)象，在結(jié)合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，采用數(shù)學(xué)建模、仿真研究和試驗(yàn)研究的方法進(jìn)行了三項(xiàng)深入的研究，其主要內(nèi)容有:針

2、對(duì)加壓油箱，建立了PVT實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并基于該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建立了一維非常態(tài)擴(kuò)散方程數(shù)學(xué)模型，測(cè)量獲得空氣在液壓油與硅油中的擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系，通過(guò)Eyring活化能理論對(duì)硅油中的擴(kuò)散機(jī)理和動(dòng)量傳遞機(jī)理（粘度）進(jìn)行了探討，獲得了兩種傳遞現(xiàn)象中的自由活化能與溫度的關(guān)系曲線;提出了一種一體式導(dǎo)磁套結(jié)構(gòu)濕式耐壓比例電磁鐵，其采用磁柵隔磁環(huán)以替代傳統(tǒng)的隔磁環(huán)結(jié)構(gòu)，使得其制造工藝簡(jiǎn)單，制造成本低，為使用無(wú)法焊接的軟磁材料制造濕式比例電磁鐵導(dǎo)磁套提供了一種

3、新的方法，試驗(yàn)和仿真結(jié)果表明，該比例電磁鐵具有良好靜動(dòng)態(tài)工作特性;提出了一種采用定差減壓（溢流）閥與節(jié)流（計(jì)量）閥并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電液流量控制閥結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用兩級(jí)阻尼以使定差減壓（溢流）閥閥芯運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定無(wú)超調(diào)，采用錐口式噴嘴——擋板結(jié)構(gòu)節(jié)流（計(jì)量）閥，提高了可靠性，理論分析與試驗(yàn)表明該閥具有良好的靜動(dòng)態(tài)流量控制特性，達(dá)到研制要求。
　　有關(guān)各章內(nèi)容分述如下：
　　第一章，在綜合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，介紹了電液流量控制閥的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)、

4、工作原理及發(fā)展趨勢(shì)，就其研究的關(guān)鍵技術(shù)分別從液壓油液特性、電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器和電液流量控制閥結(jié)構(gòu)三個(gè)方面給以了詳細(xì)的探討、分析。簡(jiǎn)要概括了課題的研究意義、研究難點(diǎn)和主要研究?jī)?nèi)容。
　　第二章，介紹所涉及的試驗(yàn)儀器和所建立的一維擴(kuò)散過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，并采用數(shù)據(jù)對(duì)比的方法驗(yàn)證了模型和實(shí)驗(yàn)原理的準(zhǔn)確性。測(cè)量了46＃抗磨液壓油以及二甲基硅油500cSt的空氣溶解度、擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系以及粘溫曲線，并以Arrhenius方程進(jìn)行了擬合。在此基礎(chǔ)

5、上，采用活化能理論從分子能層面探討了在高分子介質(zhì)中質(zhì)量傳遞（擴(kuò)散）以及動(dòng)量傳遞（粘度）的機(jī)理。
　　第三章，本章首先研究了典型比例電磁鐵式電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器的磁路分析原理，介紹了所應(yīng)用的相關(guān)基本磁路定律，并使用有限元方法建立了比例電磁鐵的靜、動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型;其次，通過(guò)對(duì)比例電磁鐵的關(guān)鍵部件之一的隔磁環(huán)進(jìn)行綜述性研究后，提出了一種新型的磁柵式隔磁環(huán)，并對(duì)其關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了仿真優(yōu)化;最后，通過(guò)仿真與試驗(yàn)研究驗(yàn)證了具有磁柵式隔磁環(huán)的比例電磁鐵的

6、可靠性，并與傳統(tǒng)非導(dǎo)磁材料隔磁環(huán)比例電磁鐵就靜、動(dòng)態(tài)輸出性能做了比較研究，研究結(jié)果顯示兩者都具有良好的靜動(dòng)態(tài)性能。
　　第四章，提出了一種新的電液流量控制閥的實(shí)現(xiàn)方案，介紹了其工作原理，建立了數(shù)學(xué)模型。在ANSYS軟件中深入討論了閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其靜態(tài)性能的影響，并以此在AMESim軟件中建立了仿真模型，研究了閥的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性以及抗干擾能力，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，該電液流量控制閥具有良好的靜、動(dòng)態(tài)特性，符合設(shè)計(jì)要求。