液压挖掘机多路阀动臂回路流场与阀口特性分析

摘要

多路阀作为工程机械液压系统的核心元件,其性能的好坏决定着整机操纵性、可靠性及作业效率。长期以来,国内工程机械用多路阀依赖于进口,这已成为制约我国工程机械行业发展和技术进步的瓶颈问题。为此,国内纷纷对多路阀展开了研制,但由于对阀内液流特性研究不足,研制工作仅限于简单的仿制,各方面技术较为落后。本文针对某型号挖掘机多路阀,采用理论分析与数值仿真相结合的方法,研究了动臂作业工况多路阀的特性,为多路阀的研制提供一定的理论依据。
　　结合挖掘机动臂作业特点,深入分析了动臂工作时多路阀的液压系统原理,为多路阀特性的研究奠定了基础。
　　应用几何解析法和流场仿真相结合的方法,对多路阀中出现的典型节流槽阀口的过流面积进行分析计算,确定了过流面积的计算方法。推导出多路阀动臂联阀口过流面积与阀芯位移间关系,获得过流面积特性曲线,并基于Matlab将过流面积的计算程序化,有利于阀口的优化。
　　基于计算流体力学分析软件Fluent分析了动臂工作时多路阀内部的压力场、速度场、速度矢量场、湍动能场等,研究油液经过多路阀的压降特性,并解析了动臂联阀口流量系数,为多路阀的优化设计提供了一定的参考依据。
　　结合理论计算和流场仿真,解析典型节流槽阀口滑阀的稳态液动力,分析了稳态液动力流场仿真结果的合理性与可靠性。基于Fluent流场仿真计算分析动臂联稳态液动力,获得稳态液动力特性曲线,对多路阀的操作与控制研究具有一定的指导意义。
　　经过本文对动臂工作时多路阀特性的研究,对多路阀的结构优化、流量的精确化控制、节能、降噪以及动臂阀芯驱动系统的准确匹配等研究提供一定的理论指导。为液压阀的特性研究提供了一条新思路,降低了液压阀研制的成本,缩短了周期,具有一定的学术意义。

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第一章 绪论

1.1课题背景及意义

1.2多路阀概述

1.3多路阀的研究现状

1.4课题研究内容及方法

第二章 挖掘机多路阀动臂回路液压系统原理分析

2.1挖掘机构造概要

2.2动臂回路多路阀原理分析

2.3小结

第三章 挖掘机多路阀动臂联阀口过流面积计算

3.1多路阀阀口概述

3.2 U形和渐扩型U形节流槽阀口过流面积计算

3.3多路阀动臂联阀口过流面积计算

3.4小结

第四章 挖掘机多路阀动臂回路内部流动特征分析

4.1流场仿真概述

4.2动臂回路多路阀内部流场仿真概述

4.3动臂上升多路阀内部流场仿真分析

4.4动臂下降多路阀内部流场仿真分析

4.5小结

第五章 挖掘机多路阀动臂回路压降特性及阀口流量系数研究

5.1多路阀动臂回路压降特性分析

5.2多路阀动臂联阀口流量系数研究

5.3小结

第六章 挖掘机多路阀动臂联稳态液动力研究

6.1稳态液动力研究概述

6.2两种典型节流槽阀口滑阀稳态液动力分析

6.3多路阀动臂联稳态液动力计算

6.4小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢