具有超压保护功能的恒流量阀研究

摘要

飞机压力加油系统是保证飞机出动率的重要环节之一,它决定了飞机的使用频率及工作效能。压力加油使用自动化系统和阀门管路来控制加油过程,以达到快速稳定地加油目的。国外相关加油设备已经有应用历史,国内用于飞机加油系统的恒流量阀,其恒流量功能和超压保护功能难以很好地兼得,相关研究尚处于起步阶段。国外对国内关于这方面的研究进行了技术封锁。因此有必要设计一种相关功能的恒流量阀。基于课题的研究内容,本论文的主要工作如下:
　　首先,比较分析了几种现有的飞机地面压力加油方案和恒流量阀,并针对其不足提出了新的解决方案。设计出用于飞机加油系统的基于自压力反馈的恒流量控制阀,使加油过程高效、快捷、安全、方便。它采用全机械结构,利用油液自身压力控制装置动作,受压力影响小,以达到恒流量加油目的,并具有超压保护功能。
　　其次,详细阐述该阀的结构、工作原理和工作过程。建立恒流量控制阀的数学模型,设计出阀芯曲面方程。
　　然后,建立阀芯动力学模型,对阀芯振动情况及对流量的影响进行分析,验证了阀芯的运动稳定性。仿真结果表明,恒流量控制阀在油液出现压力波动时阀芯不会出现发散式振荡的情况,而是在很小的范围内做低频率的振荡,系统仍然能够保持输出流量的稳定。
　　最后,使用AMESim和MATLAB仿真软件对恒流量特性对各个主要参数的敏感性作了分析,并对恒流量控制阀的恒流量性能进行仿真验证。仿真结果表明,恒流量控制阀对于弹簧刚度和薄膜张力参数比较敏感,而对粘性阻尼力、阀芯质量参数都不敏感。恒流量控制阀在给定输入范围内能够很好地保持输出流量恒定。
　　恒流量控制阀具有很好的恒流量性,入口油液压力或出口油液压力过高时,该阀会自动关闭。该方案能够使恒流量加油阀的恒流量功能和超压保护功能很好地兼得。能够提高飞机地面压力加油的效率,加油量易于控制,能够在有限时间内加注一定量的油,有利于提高飞机的出动率。

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第1章 绪论

1.1 飞机地面压力加油系统概述

1.2 恒流量阀概述

1.3 恒流量控制阀方案的提出

1.4 论文的主要研究内容

第2章 恒流量控制阀的结构和工作原理

2.1 理论基础

2.2 结构和工作原理

2.3 本章小结

第3章 建模及阀芯曲面设计

3.1 恒流量控制阀的数学模型建立

3.2 阀芯曲面设计

3.3 阀芯曲面误差的验证

3.4 本章小结

第4章 阀芯振动分析

4.1 阀芯动力学模型的建立

4.2 稳定性分析

4.3 频率域分析

4.4 阀芯振动对流量的影响

4.5 本章小结

第5章 恒流量控制阀的性能仿真分析

5.1 仿真系统模型

5.2 参数敏感性分析

5.3 性能仿真验证

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢