浅析cfd的液压锥阀动态和静态性能研究

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1、HydraulicsPneumaties&Seals／No．6．2O11Ne基于CFD的液压锥阀动态w和静态性能研究D．n李惟祥刘晓红e邓斌T(西南交通大学新型驱动技术中心，四e川成都610031)Chn摘要：对液压锥阀的内部流场采用CFD(ComputationalFluidDynamics)方o法进行数值模拟，通过移动网格技术，研究锥角大小和阀芯圆周直径以及同一调定压力下不同额定流量对锥阀芯静态和动态性能的影响，其次计算了阀口倒角对锥阀性能的影响。结果表，LC明：阀芯圆周直径B值对锥阀动、静态特性有较大影响，当B=15mm时，锥阀的动e、静态性能都较好，且对于同一种

2、阀芯结构，随着额定流量的增加，锥阀的静态调压偏差增大，即开启比降低，而合适的阀口倒角长耽度可以有效提高锥阀的开启比5％左右。关键词：液压锥阀；静态性能；动态特性；CFD；移动网格中图分类号：TH137．52文献标识码：A文章编号：1008—0813(2011)06—0025—04h(莠wResearchonHydraulicPoppetValve’S{8StaticandTransientPropertiesBasedonCFDXioo—hongDENGBinJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Thispape

3、radoptsthemethodofComputationalHuidDynamicsandmovinggridtosimulatetheflowfieldinhydraulicpoppetvalve，First，weresearchedtheefectsofcone，circumferencediameterandalsothediferentratedflowonthepoppetvalve’SStaticandTransientproperties，Anthen，wecalculatedtheinfluenceofchamferlengthonpoppetvalv

4、e’Sproperties．Theresultshows：Thevalueofcircumferencediameterhasgreatinfluenceonpoppetvalve’STransientandStaticproperties，whencircumferencediameteris15mm，boththeStaticandTransientpropertiesarebetter，What’Smore，Fortheidenticalpoppetvalvestructure，themoreratedflowis，themoreinferiortheStatic

5、propertyis，however，asuitablechamferlengthcanincreasetheunlockratiobyabout5％．KeyWords：hydraulicpoppetvalve；staticproperty；transientproperty；CFD；movinggridO引言本文根据参考文献圆中的锥阀结构进行建模与CFD计算，从而研究阀芯结构尺寸对锥阀动态性能和作为液压传动与控制中十分重要的基础元件，液静态性能的影响，并分析计算大额定流量下阀口倒角压锥阀具有密封性好，抗污染能力强。构造简单等特以及倒角长度对液压锥阀静态性能的影响。点，

6、从而广泛应用于液压系统中。但是，由于锥阀内部流道复杂，流体在阀腔内部的流动情况对液压锥阀的1液压锥阀的结构动态和静态特性都有较直接的影响，因此，采用数值模计算采用的锥阀结构如图1所示，由阀芯和阀座拟的方法来获取阀腔内部的三维速度场和压力场分布．对于液压锥阀内部流道的优化以及性能的研究都有十分重要的实际意义。近年来，一些学者采用可视化技术对锥阀的性能进行了研究和分析。Kato等利用有限差分法对锥阀的节流系数进行了2D模型分析【”，并与试验结果进行了比较；西南交通大学的李辉、刘晓红使用STAR—CD对液压锥阀内流场进行研究阁。收稿日期：2010一ll一0l作者简介：李惟祥(

7、1987一)，男，硕士研究生，西南交通大学驱动技术与智能系统专业，研究方向为液压元件的CFD数值模拟。图1锥阀基本结构25液压气动与密封，2011年第6期组成，其中为锥角，为阀芯圆周直径，由文献翻可知，对锥阀受力以及过流量影响最大的是参数4和B的值，因此，本文主要研究参数A和曰对锥阀动、静态性能的影响，选定锥角的变化范围60。～120。，阀芯圆周直径的变化范围为15～18mm。而选定参数C，D，E，F，C为固定值，其值如表1所示[21。图3入13压力阶跃信号表1锥阀结构尺寸通过瞬态计算，可得到阀芯的动态响应和最终稳态位置及其流量。由于锥阀