斜坡渐扩形节流槽对比例阀微动特性影响研究

针对现有U形节流槽的比例阀在小开口处,阀口过流面积变化梯度较为剧烈、流量增益较大,导致比例阀在小开口时会产生启动不平稳、响应速度较慢和流量控制精度较低的问题,提出一种节流槽形状为斜坡渐扩形的新阀芯。通过理论计算和模拟仿真的方法,对比分析了U形节流槽和斜坡渐扩形节流槽的过流面积变化梯度以及不同阀口开度下的位移特性、流量特性和阀口流动特性。由仿真结果可知,相较于U形节流槽,斜坡渐扩形节流槽在阀口开度为1 mm时,阀芯位移响应时间缩短0.04 s;在阀口开度为2 mm时,阀芯位移响应时间缩短0.07 s。且斜坡渐扩形节流槽在阀口开度较小时,稳态液动力更小,流动状态更稳定,造成的流动损耗也更小。最后进行了试验验证,由试验结果可知,斜坡渐扩形节流槽阀芯位移响应时间缩短0.08 s,且阀芯流量响应特性曲线的线性度更好。通过对仿真和试验结果的对比分析可知,当节流槽形状为斜坡渐扩形时,阀芯在小开口处过流面积变化梯度较小,流量增益较为平稳,从而提高了阀的启动平稳性、响应速度和流量控制精度,改善了比例阀微动特性。