电动柱塞泵配流阀配流特性探析

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1、电动柱塞泵配流阀配流特性探析徐鹏张铁柱赵红青岛大学机电工程学院山东青岛266071张洪涛青岛市锅炉压力容器检验所山东青岛266071【文章】配流阀是电动柱塞泵的关键部件，本文主要对电动柱塞泵配流阀的配流特性进行研究，建立相关的数学模型进行理论分析，通过模拟仿真的形式对理论分析进行验证，探究配流阀配流特性的主要影响因素，有助于提升配流阀的配流特性和柱塞泵的效率。【关键词】配流阀；电动柱塞泵；配流特性；仿真0引文电动柱塞泵主要应用于液压传动系统中，阀式配流泵的主要特点是：能够有效地减少缸体与配流盘的摩擦，减少了流体的泄露。配流阀应该具有良好的密

2、封性和抗污染能力，能够在比较恶劣的工况中顺利运行。配流阀的余隙容积、弹簧刚度、阀芯质量和预紧力等参数对电动柱塞泵的工作性能具有一定的影响。本文通过对电动柱塞泵配流阀的工作状态进行仿真模拟，目的是为了实现电动柱塞泵的最佳性能。1配流阀的主要类型国内使用的配流阀的主要形式有三种：蕈阀、平板阀和球阀。蕈阀的特点是导向性好，密封性好，适用于在较大的通径下使用；平板阀在柱塞泵配流阀中被广泛使用，它的重量轻、惯性小，在工作中要求阀芯与阀座的接触面为平面；球阀是重量较大的一种，在配流阀中使用较少。三种配流阀的结构图见图1-1：2配流阀的数学模型建立本文以

3、平板阀为例，建立其数学模型。平板阀的特点是结构简单、重量轻、密封性能好、具有快速的响应特性，在配流阀中广泛使用。平板配流阀的详细结构图见图2-1：配流阀从开启到关闭的过程中，相应的阀口处的流体的运动状态从层流变化为湍流状态。考虑好流场的特性，对于建立好数学模型，为配流阀的动态特性研究奠定了一定的理论基础。配流阀工作时，流体的流态由雷诺数决定式中：V为出口的流体速度（m/s）；流体的运动粘性系数（mm2/s）；d出水口直径（mm）雷诺数的变化影响了阀口的流速系数和流量系数，将配流阀进行模型简化，建立有关配流阀的数学模型，进行定量分析。简化的配

4、流阀模型如图2-2所示：建立其模型的基本方程组（1）吸入阀的平衡方程和阀流量方程（2）流体的连续性方程（3）压出阀的平衡方程（4）柱塞的运动方程通过对以上方程进行数学建模，选取的未知的变量为配流阀的位移X和Y，还有电动柱塞泵的压力P2。同时运用相关的分析软件，进行模型分析，运用FLUENT进行模拟流场分析出配流阀在流场中的应力，通过MATlab和AMEsim做出联合的动态仿真，绘制出电动柱塞泵的配流特性曲线图，分析配流阀的位移与阀口流量之间的关系，建立起位移、流量和压力三者的关系图，分析电动柱塞泵配流阀的配流特性。3影响配流阀的主要特性参数

5、（1）吸入真空度对于配流阀配流特性的影响通过对配流阀的特性进行分析和对比，分析影响配流阀特性的主要参数。首先对配流阀特性影响最大的就是吸入真空度。当电动柱塞泵工作时，吸入口的压力越大，配流阀开启和关闭的滞后角就会相应地增大，从（a）蕈阀1.阀芯2.复位弹簧3.阀座4.密封垫片（b）平板阀1.平板阀芯2.阀座3.复位弹簧4.导向座（c）球阀1.阀座2.陶瓷球3.复位弹簧4弹簧座图1-1配流阀结构图1吸入阀弹簧2吸入阀阀座3吸入阀阀芯4压出阀弹簧2压出阀阀芯6压出阀阀座7阀盖图2-1平板配流阀的结构图而使得配流阀的流量受到影响。（2）余隙容积对

6、于配流阀配流特性的影响柱塞泵的余隙容积对配流阀的阀芯起到了一定的影响，当开泵时，余隙的容积越大，发生的突变就会越大，但是幅度不会太大。柱塞泵的柱塞腔的压力的大小、出口的最大流量受到余隙的影响不大。（3）阀芯质量对于配流阀配流特性的影响阀芯质量对于配流阀配流特性的主要影响是，随着阀芯质量的增加，配流阀相应的最大的开度就会越大。阀芯的质量如果过大，其滞后作用也会明显增大。阀芯的质量越大，对于提高配流阀的动态特性越好。所以质量较大的球阀不适合做配流阀。减小配流阀的质量有助于降低流量脉动，提高配流阀运动的平稳性。但是配流阀的质量也不能过低。（4）弹

7、簧对于配流阀配流特性的影响弹簧的刚度对于配流阀的滞后作用具有一定的影响作用，配流阀的滞后作用随着弹簧刚度的增加而减小，与此同时也造成了阀芯最大位移的减小。弹簧的刚度大，有利于减少阀门的滞后作用，但是随着弹簧刚度的变大，使得在阀门开启时的阻力也会相应地增大。4总结本文主要对电动柱塞泵的配流阀的配流特性进行了分析研究，侧重对配流阀进行数学模型的建立和动态的仿真过程，对影响配流阀配流特性的主要因素进行了分析比较，对于提高电动柱塞泵配流阀的配流特性具有一定的指导意义，从而有助于提高电动柱塞泵的效率。【