射流管伺服阀前置级的动态流场分析.pdf

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1、第38卷第7期2017年7月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificInstrumentV01．38No．7Jul．2017射流管伺服阀前置级的动态流场分析陈佳，袁朝辉，郭强，褚渊博(西北工业大学自动化学院西安710129)摘要：射流管电液伺服阀的喷嘴到接收孔间的流场较为复杂，尤其在射流管偏转及阀芯运动的动态情况下，会存在回流、漩涡等现象。以某型射流管电液伺服阀结构为模型，结合射流管偏转时的阀芯力平衡关系，得到阀芯的运动方程，应用雷诺平均方程和标准两方程模式的封闭方程，通过流体动力学软件FLUEN

2、T建立射流管伺服阀喷嘴到阀芯两腔的三维可视化模型，仿真分析了喷嘴到接收孔的前置级瞬态流场及阶跃响应。仿真结果表明：接收孔中的涡量强度会影响射流管电液伺服阀的阶跃响应，涡量强度越大、振荡越大、阶跃响应越慢，并通过试验测试阀芯位移验证了数值计算的正确性，同时对比了不同接收孔间夹角的同时刻涡量及阶跃响应，得到接收孔间夹角为450的最优设计。研究方法和结果对于提高射流管电液伺服阀的动态响应有重要参考价值。关键词：流体动力学；射流管伺服阀；瞬态流场；涡量；动态响应中图分类号：THl37．52+1文献标识码：A国家标准学科分类代码：

3、510．80DynamicflowfieldanalysisoftheprestageofjetpiIpeservovalveChenJia，YuanZhaohui，GuoQiang，ChuYuanbo(SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi7(tn710129。China)Abstract：Theflowfiledinthejetpipeandreceiversisverycomplicated，especiallyinthedynamicsi

4、tuation，backflowandvortexetc．exist．Basedonthemodelofacertainjetpipeservovalve，themovementequationofvalveisobtainedbycombiningforceequilibriumofsp001．ApplyingReynoldsaveragedNavier—Stokesequationsandthestandardtwoequationmodel(1iquidphase)，avisualsimulationmodelof

5、thejetpipetoreceiversofjetpipeservovalveisestablishedthroughfluiddynamicsoftwareFLUENT．Thefluidfieldandtransientresponseoftheprestagearesimulatedandanalyzedwhichisfromjetpipetoreceivers．Simulationresultsdemonstratethattheintensityofvorticityhaseffectsonsteprespon

6、seofjetpipesevovalve．Thegreatervorticityintensityresultsinthegreateroscillationandtheslowerstepresponse．The45degreeisthebestdesignoftheanglebetweentworeceiversbycomparingdifferentanglesbetweentworeceivers．Thisworkhasimportantreferencevalueforimprovingdynamicrespo

7、nseofjetpipeseITovalve．Keywords：fluiddynamics；jetpipeservovalve；transientflowfield；vorticitymagnitude；dynamicresponse1引言电液伺服阀作为电液伺服控制的关键元件，不仅实现了电气信号与液压信号之间的转换，而且能够实现功率放大，其性能会影响到整个系统的控制精度以及响应速度。电液伺服阀按先导级不同主要分为滑阀式、喷嘴挡板式和射流管式，其中射流管伺服阀因其具有抗污染能力强、力矩马达结构稳定及低压稳定等优点¨1，而被

8、应用于航空、航天领域，波音、空壳及军用飞机的液压系统拉o。收稿日期：2016—10ReceivedDate：2016-10。基金项目：航空基金(20150153002)项目资助国外早在20世纪六七十年代就开始了射流管伺服阀的研究。文献[3-5]中叙述了射流管伺服阀的基本元件与操作规则；AlienC．M．等人H1研究了