液压系统电磁换向阀动力学特性仿真.pdf

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1、第34卷第6期2012年6月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34，No．6Jun．，2012液压系统电磁换向阀动力学特性仿真李天伟1，樊明波1，王沛2，孙少杰1(1．海军大连舰艇学院航海系，辽宁大连116018；2．海军驻大连地区军代表室，辽宁大连116018)摘要：建立液压系统电磁换向阀的动力学模型，进行数值仿真研究。通过对阻尼、刚度和电磁力进行不同值的数值仿真，得到阀芯换向时的位移曲线。从阀芯位移曲线中，分析该参数对阀芯换向的影响．得出合理的参数配置对电磁换向阀的重要性。关键词：电磁换向阀；动力学模型；阻尼；剐度；电磁力；仿真；中图分类号

2、：0361文献标识码：A文章编号：1672-7649(2012)06-0050—03doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2012．06．011SimulationresearchofdynamicsforsolenoidvalueinhydraulicsystemLITian—weil，FANMing．b01，WANGPei2，SUNShao-jiel(1．DepartmentofNavigation，DalianNavalAcademy，Dalian116018，China；2．MilitaryRepresentativeOfficeinDalianof

3、Navy，Dalian116018，China)Abstract：Dynamicmodelofadenoidvalueinhydrauliesystemisconstitutedtodonumericalsimulationresearch．Distancecurvesofvaluewheneommutatingarereceivedbydoingnumericalsimulationresearchwithviscosityfactor，springangularrigidityandelectromagneticforceatdifferentvalue．Fromdista

4、nceCulTesofvalue，influenceoftheparametertovaluewhencommutatingisanalyzedandaresultisgotthatlogicalcollocateforparametersisimportanttosolenoidvalue．Keywords：solenoidvalue；dynamiemodel；viscosityfactor；springangularrigidity；electromagneticforce；simulationO引言电磁换向阀作为控制元件在液压系统中得到广泛应用。其作用是根据放大器的输出控

5、制信号控制液压油流的通断和流通方向，从而确定油缸活塞的运动及其方向。如果电磁换向阀的参数配置不正确，在工作过程中就会出现工作不稳定现象，具体表现为：阻尼系数过小，稳定更见迟缓，且有可能由振动衰减变成自激振动；弹簧刚度过大，电磁换向阀不能换向或换向时间太长；弹簧刚度过小，电磁换向阀不能复位或复位时间太长；电磁力太小，不能驱动阀芯运动。因此，对电磁换向阀进行合理的参数配置，分析其动力学特性是十分必要的。当前，国内外对阀件的动力学特性主要采用仿真方法进行研究。Dasgupta⋯采用键合图方法对减压阀的动态响应进行研究，获得了阀体结构参数对响应时间的影响。Hayashi旧。在对阀芯结构

6、及阀前管路大量简化的基础上，建立了直动式与先导式减压阀非线性动力学模型，研究了进口压力不同时阀芯振动特性，提出了阀芯振动的“软自激振动”与“硬自激振动”的概念。Misra¨1针对直动式控制阀工作不稳定的机理进行了研究，认为系统管路内压力波动是导致阀芯产生自激振动，系统工作不稳定的重要原因之一。目前国内对阀件动力学特性研究还不够深入，陶玉静"’对气阀的开阀响应进行了研究，获得了阀体结构参数收稿13期：2011-08-30；修回13期：2011-12—06作者简介：李天伟(1963一)，男，教授，主要研究方向为交通信息工程及控制关键技术。第6期李天伟，等：液压系统电磁换向阀动力学特

7、性仿真·5l对开阀响应速度的影响。冀宏”1对滑阀的稳态流体作用力进行了研究，获得了流体作用力与阀体结构的关系。前人的研究对象主要集中于结构简单的减压阀，而对油液控制的电磁换向阀的研究较少。电磁换向阀内部结构复杂，工作位置及油液通路多，且不同的电磁换向阀也不一样，阀芯台肩数目也不同。1对象描述研究对象为CDF一100三位四通电磁换向阀。工作原理如图1所示。在阀体的2端各有一电磁铁。阀芯有左、中、右3个工作位置。当左右电磁铁均断电时，阀芯在定中弹簧的作用下处于中问位置，此时进油腔与A，B两腔及回