ZTS16电液比例阀特性及其应用研究

摘要

随着我国经济高速的发展，工程机械行业发展迅猛，但是工业机械液压系统在控制方面也对设计研发者提出了更高的要求。电液比例阀具有控制精度高，相应速度快等优点，在工程机械中得到广泛应用，国内一度掀起了研制电液比例阀的浪潮，但是对于阀体内部流量特性认识研究不足这一短柄制约着电液比例阀的发展，使得各方面技术落后，研发一直停留在仿制阶段。本文采用理论分析与数值仿真相互结合的方法来弥补国内电液比例阀研制的不足，深入研究了伊顿ZTS16电液比例阀的特性，并对其在挖掘机上的应用进行了探讨，为电液比例阀的研制和应用提供一定的理论依据。
　　文中建立了ZTS16电液比例阀的内部流场三维模型，应用ICEM CFD软件对模型进行网格划分，基于计算流体力学分析软件Fluent对电液比例阀工作时内部的压力场、速度场、速度矢量场和湍动能场进行分析分析，详细地描述了电液比例阀内部的流动特征。利用几何解析法对电液比例阀阀口的过流面积进行了简单的分析计算，确定了过流面积的计算方法。通过计算机仿真得到不同情况下电液比例阀的压降值，研究了油液流经电液比例阀的压降特性，并分析了电液比例阀阀口流量系数。应用理论计算和流场仿真结合的方法解析了电液比例阀的稳态液动力，得到稳态液动力特性曲线，对电液比例阀的控制研究具有一定的指导意义。
　　详细分析传统挖掘机的工作原理及其部分功能回路，参照ZTS16电液比例阀组成的阀控单元以及挖掘机的性能参数搭建了挖掘机液压控制模块系统的AMEsim模型，验证了挖掘机的液压控制模块系统在操作过程中实现流量再生以及流量优先功能的可能性。
　　本文通过对ZTS16电液比例阀特性的研究，优化了电液比例阀的结构、确保实现精确化控制流量、降噪、节能以及准确匹配阀芯驱动系统等特性，为研究提供了一定的理论指导。为研究电液比例阀的应用和特性找到了一条新的思路，缩短了研发周期，很大程度上降低了电液比例阀研制的成本，也为比例阀的研究设计提供了理论参考。

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1 绪论

1.1 电液比例控制技术的发展历程

1.2 课题的研究意义

1.3 课题研究内容及研究方法

2 伊顿ZTS16电液比例阀介绍及其应用的初步探讨

2.1 ZTS16电液比例阀性能特点

2.2 ZTS16电液比例阀的液压原理

2.3 ZTS16电液比例阀工作阀的内部构造

2.4 ZTS16电液比例阀负载口独立技术

2.5 ZTS16电液比例阀在挖掘机上应用的初步探讨

2.6 本章小结

3 ZTS16电液比例阀主阀内部流动特征分析

3.1 计算流体力学概述

3.2 物理模型的控制方程

3.3 湍流模型参数及边界条件设置计算

3.4 比例阀内部流场建模及网格划分

3.5 电液比例阀内部流动仿真分析

3.6 本章小结

4 ZTS16电液比例阀的特性分析

4.1 ZTS16电液比例阀阀口过流面积计算

4.2 ZTS16电液比例阀压降特性分析[16]

4.3 ZTS16电液比例阀阀口流量系数研究

4.4 ZTS16电液比例阀稳态液动力分析

4.5 本章小结

5 ZTS16电液比例阀在挖掘机上的应用及仿真分析

5.1 挖掘机液压控制系统发展

5.2 传统挖掘机功能回路

5.3 ZTS16电液比例阀组成的挖掘机液压控制模块系统

5.4 挖掘机的液压控制模块系统建模

5.5 挖掘机的液压控制模块系统仿真参数

5.6 流量再生功能仿真分析

5.7 流量优先油路仿真分析

5.8 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

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