大流量液压优先阀静动态特性的研究

摘要

液压优先阀是负荷传感全液压转向系统中的重要组成部分之一，它把进口流量按一定要求优先输送至转向油路，进口流量的其余部分送至另外的液压工作油路。它的合理设计直接影响着工程机械的转向安全，并且能显著地减少系统功率损耗。本文以液压优先阀为研究对象，通过理论分析、流场仿真和静动态特性分析相结合的方法，对其静态时的流量控制特性和压力损失特性及各种工况下的动态特性进行了分析，发现弹簧刚度和预压缩量越大，转向流量控制越灵敏，阀口压力损失越大，提出一种对液压优先阀改进设计的方法及思路。本研究主要内容如下：
　　 第1章，阐述了本课题研究的目的和意义；分别概述了液压优先阀及液压负荷传感转向系统工作原理及研究现状；概括了本论文的主要研究内容。
　　 第2章，推导了液压优先阀的两个配油窗口的阀口面积计算公式，并利用软件Mathcad编程获得了液压优先阀口面积曲线。阀口面积的总体变化趋势是在阀芯位移小于4.5 mm时逐渐减小，在阀芯位移大于4.5 mm后逐渐增大。通过流场仿真计算获得了液压优先阀内部压力场与速度场及阀芯的稳态液动力等特征信息。在进口流量为160L/min时，阀口压差最大值为1.41 MPa，液动力随阀芯位移逐渐变大而后减小至反向增大。
　　 第3章，建立液压优先阀的静态数学模型。通过编制的程序获得了优先阀在各种工况下的状态参数，并对优先阀在各种工况下转向回路的流量变化进行了分析。分析得出：转向油路的流量变化基本上与转向器开口面积成正比，且受工作负载影响较大：增加弹簧刚度和预压缩量可减少转向油路流量的变化，提高转向控制的灵敏度，但同时会增加通往工作油路的压力损失。
　　 第4章，利用AMESim软件建立了液压优先阀的动态仿真模型，并通过仿真得到液压优先阀在不同工况下的动态响应曲线。通过对仿真曲线进行分析比较，可以得出：转向器中位时的开口面积越大，工作回路的工作负载压力在一定范围内越大，转向负载越小，固定节流孔的面积越大，油液体积弹性模量越大，液压优先阀的响应越快。
　　 最后，对本论文的研究工作和成果进行了总结，展望了下一步的研究工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题研究目的和意义

1.1.1液压技术在工程机械中的优势

1.1.2液压优先阀是转向液压系统中重要的元件之一

1.2液压优先阀及液压负荷传感转向系统现状

1.2.1国内外液压优先阀概述

1.2.2液压优先阀及液压负荷传感转向系统工作原理

1.3论文主要内容

第2章优先阀阀口面积及内部流场的数值解析

2.1液压优先阀阀口面积的数值解析

2.1.1液压优先阀阀口过流面积确定及原则

2.1.2液压优先阀阀口面积的数字化计算

2.1.3液压优先阀阀口面积解析

2.2液压优先阀内部流场的数值解析

2.2.1流场仿真概述

2.2.2液压优先阀流场的数值解析

2.3本章小结

第3章液压优先阀静态特性的理论研究

3.1液压优先阀静态特性的性能指标

3.2液压优先阀静态数学模型的建立

3.2.1液压优先阀阀芯受力分析

3.2.2液压优先阀的静态数学模型

3.3液压优先阀静特性分析

3.3.1流量变化率

3.3.2转向负载和工作负载对转向流量的影响

3.3.3液压优先阀的流量控制特性

3.3.4液压优先阀口压力损失特性

3.4本章小结

第4章液压优先阀动态特性的仿真研究

4.1.AMESIM仿真技术概述

4.2液压优先阀模型

4.2.1液压优先阀仿真模型的建立

4.2.2仿真运行条件

4.3液压优先阀仿真结果及分析

4.3.1转向器开口面积对液压优先阀动态特性的影响

4.3.2工作负载对液压优先阀动态特性的影响

4.3.3转向负载对液压优先阀动态特性的影响

4.3.4固定节流孔面积对液压优先阀动态特性的影响

4.3.5油液体积弹性模量对液压优先阀动态特性的影响

4.4本章小结

总结与展望

1总结

2展望

参考文献

致谢

附录