基于阀芯结构优化的比例阀液动力补偿方法研究*

白 俊,赵 斌,郝云晓,王 波,刘 赫

(太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西 太原 030024)

0 引 言

直动式比例阀是比例控制技术的核心元件。在直动式比例阀的工作过程中,由阀内比例电磁铁输入电信号,使比例阀的阀芯产生相应的动作。在这一过程中,阀芯主要受到驱动力、惯性力、摩擦力、弹簧力和液动力共5个力的共同作用。

在阀芯受到的所有力中,最难准确计算的就是液动力。由于比例电磁铁提供的驱动力有限,过大的液动力会导致阀芯产生卡滞现象。所以,研究阀芯所受液动力的规律和补偿方法,对提高直动式比例阀工作性能有着重要作用。

在针对阀内流场及液动力的研究方面目前已有很多的成果。金伟等人[1]采用FLUENT对旋转阀进行了仿真分析,得到了旋转阀不同旋转角度下的速度、压力及基曲线图,可为旋转阀的优化设计提供理论参考。张鑫等人[2]利用FLUENT软件,得到了多路阀动臂联稳态流场的内部流动规律和稳态液动力的变化规律,该结果可为多路阀的优化设计提供参考。赵蕾等人[3,4]利用动网格技术,分析了全周开口滑阀所受的液动力及其径向不平衡力。扬科等人[5]采用FLUENT中的动网格技术,针对0.5 mm小开口滑阀的流动状态进行了静、动态仿真,研究了小开口滑阀的流量及其液动力特性。杨庆俊等人[6-8]针对不同的节流槽及流道结构进行了仿真研究,分析比对了不同类型的节流槽及不同尺寸的流道结构对稳态液动力的影响。……