高速电磁开关阀开关特性的机理研究

为改善高速电磁阀的开关特性，从电磁阀的数学模型着手，用实验仿真的方法，分析了高速电磁阀的开关特性机理，提出了高速开关阀的设计准则，探讨了阀芯质量、阀芯行程、线圈匝数、线圈电阻、驱动电压与电流等各参数对开关特性的影响．提供了寻找电磁阀快速开关的有效方法．

基于电流调制的电磁开关阀开关特性研究

电磁开关阀是阀控液压系统中重要的基础流控原件,其开关特性决定系统整体性能。传统驱动方式下,阀芯位移响应滞后于励磁驱动电流,阻碍频响的提高。提出通过建立位移反馈提升阀芯在阶跃励磁电流作用下的电磁力的响应特性,进而提升电磁阀位移频响的方法。对二位二通电磁开关阀建立了动力学与电磁学方程,搭建了阀芯电磁-动力学关键参数测量装置。试验验证了试验装置可行性并获得了阀芯位移响应的开环传递函数。结合试验数据,在Simulink中搭建了反馈对电磁开关阀开关特性影响的验证系统。仿真结果表明,通过利用电磁阀位移反馈,阀芯位移对励磁线圈的阶跃响应改善显著,响应时间相比开环阀芯驱动缩短了近53%。

渣锁斗液压开关阀开关时间的分析研究

详细说明了煤气化装置工艺流程中渣锁斗系统的功能、工作流程以及渣锁斗系统管线上液压开关阀的控制方案,并利用流体力学的基本理论阐述了液压开关阀开关时间的计算过程,分析了阀门在开车过程中开关时间不满足工艺要求的原因,计算了不同主管、支管条件下开关时间的收敛过程,从理论上解决了渣锁斗阀开关时间不达标的问题,并给出了解决方案。

一种比例换向阀先导级用高速开关阀运动特性分析

为研究一种用于比例换向阀先导级的高速开关阀运动特性,通过编写UDF程序控制流体力、弹簧力和电磁力共同作用下的阀芯运动;通过动网格技术实现阀的流固耦合仿真,并获取阀芯精确的运动情况以及瞬态流场的变化。结果表明:编写的UDF程序能够精确地模拟实际工作时的阀芯运动状态,获得阀的开启时间为1.8 ms。该研究方法能够获得高速开关阀精确的运动特性,为高速开关阀产品的优化提供指导。

数字教育背景下“流体系统微机控制”课程创新研究——以“汽车主动悬架系统高速开关阀试验”为例

本文探讨了数字教育下“流体系统微机控制”课程的创新,以“汽车主动悬架系统高速开关阀试验”为例,分析了传统模式局限,提出整合新技术、引入MOOCs、开发虚拟实验等创新策略。创新设计提升了学生兴趣与实践能力,构建了多元化评价体系。研究总结了成果,指出不足,并展望了优化课程设计、拓展技术应用、加强跨学科合作等方向,助力教育创新与高质量发展。

高速开关阀先导驱动高水基大流量比例调速阀的设计与仿真

在智能综采工作面生产工程中,液压支架在移架和推溜的过程中经常会遭遇不稳定负载,传统开关式的电液控制元件无法对推溜油缸进行速度调控,导致推溜油缸位置控制困难,影响了刮板机的调直度,从而制约了智能综采装备的应用效率。针对这一问题,考虑到煤矿乳化液介质低黏度、润滑性差等特征,设计了一种高速开关阀作为先导阀的高水基高压大流量比例调速阀,建立了阀的数学模型,根据调速阀的内部结构及工作原理建立其AMESim仿真模型,对影响节流阀阀芯位置闭环控制特性、调速阀压差-流量特性进行仿真分析。仿真表明,A型先导液桥对主阀芯的响应具有更好的性能,主阀下控制腔容积、复位弹簧刚度对阀芯的响应速度、稳定性有一定影响。总体而言,调速阀具有较好的流量调节刚度,功能和性能达到了预期设计要求。

考虑电磁铁线圈构型的高速开关阀动态特性分析

为改善高速开关阀的响应特性,以电磁铁线圈构型为切入点,对比研究了线圈构型对高速开关阀动态特性的影响规律。在建立高速开关阀数学模型以及理论分析线圈构型变化对响应时间影响的基础上,采用电磁仿真软件ANSYS Electronics,构建了高速开关阀二维瞬态仿真模型,分析了单一、叠加式、嵌套式3种线圈构型对电磁铁吸合以及高速开关阀启、闭两个动态过程的影响。仿真结果表明:在不改变其他结构参数与电气参数的情况下,与单一线圈构型相比,叠加与嵌套两种并联线圈构型能够有效缩短电磁铁空载吸合时间,减幅分别为35.1%、34.7%;叠加式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.79 ms,减幅达55.4%;嵌套式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.77 ms,减幅达55.2%。综合响应特性与能耗特性参数来看,采用叠加式线圈构型的高速开关阀具有相对更优的动态特性。该研究可为高速开关阀电磁铁的设计提供参考。

双线圈高速开关阀的水击特性验证

高速开关阀是航天领域动力系统的关键元件,需要具备高频响和高可靠性。然而,高速开关阀的开关特性会使系统产生水击现象,降低系统的可靠性,尤其是在高速开关阀高频切换过程中会产生更多的水击压力波,致使系统中的水击变得更加复杂。因此,采用仿真和实验相结合的方法对不同频率下水击压力脉动的变化进行分析,最终通过对数据时域和频域的分析,发现了高速开关阀的水击压力脉动规律,研究结果可在航天动力系统中应用。

高速开关阀瞬态流场仿真特性研究

高速开关阀工作时,内部流体由于阀杆的运动形成了复杂的流动状态。而在实际情况中,很难观察到阀体内部流道中阀芯运动时的流体瞬态变化。基于此,采用计算流体力学动网格方法分析了高速开关阀3种工况下的状态,得到了流场的压力、速度、出口质量流率等数据。结果表明:出口的质量流率随着阀口的开闭呈线性变化;流体压力、速度在阀座到出口的通道中间变化最大;出口区域与开关阀角落区域在大流速差下易形成漩涡现象,并且流体的漩涡现象会随着流体的速度差变化,而顶部的动铁周围压力、流速变化不大。该结果可为设计高速开关阀时获取对应的最大通过流量及优化开关阀结构提供技术参考。

电机直驱式高速开关阀及其系统特性研究

高速开关阀是一种体积小、响应速度快、可靠性高的电液控制转换元件,在各种工业场景中有着广泛的应用.四足机器人大多采用成本高昂的高性能伺服阀控制液压关节进行高速往复运动.本文设计一种阀芯旋转式高速开关阀用于机器人液压关节的高速往复运动,以代替昂贵的伺服阀.首先设计阀芯旋转式高速开关阀的结构,理论分析转速、开口数量对开关频率的影响;然后利用AMESim软件对阀芯旋转式高速开关阀液压系统进行特性分析;最后,搭建测试平台,对阀芯旋转式高速开关阀进行试验,并根据相关数据进行对比分析.仿真和试验验证了本文设计的高速开关阀的合理性与可靠性.

面向无人扫路机的高速开关阀噪声演变规律及影响因素研究

面向无人扫路机的高速开关阀,在不同的驱动参数下,噪声呈现显著的差异。为了揭示驱动参数对高速开关阀噪声的影响机理,首先分析了高速开关阀的驱动参数与噪声特性的关系,建立了电-磁-流-固耦合的动力学模型,明确了驱动参数通过影响运动部件的受力及碰撞瞬间的速度来影响高速开关阀的噪声。其次,在液压半消声室搭建了高速开关阀噪声测量实验台,通过实验和仿真相结合的方法研究了不同驱动频率下的噪声演变规律,验证了驱动参数影响高速开关阀噪声机理分析的有效性。最后,研究了不同驱动电压和不同占空比对高速开关阀噪声源的影响,发现在相同占空比下,随着驱动频率的增大,噪声逐渐减小,在相同驱动频率下,随着占空比的增大,噪声逐渐增大。

基于流固耦合的阀芯旋转式高速开关阀结构优化

在阀芯高速旋转时,阀芯旋转式高速开关阀内部流场会对阀结构强度产生影响。针对此问题,利用Fluent对阀进行动态流场分析,将流场仿真结果作为压力载荷,通过Static Structural进行流固耦合分析,在此基础上,对阀芯旋转式高速开关阀的结构进行优化。结果表明:阀内部应力整体分布规律为:越靠近中心应力越大,越靠近边缘应力越小,阀芯中心圆柱与阀芯台肩的接触面为阀的危险区域;阀套窗口处油液流动速度变化梯度明显,对阀套产生显著压力冲击;通过对阀套窗口进行倒角处理、阀芯细化等优化,使得阀内部应力强度减弱,流体对阀的压力冲击显著降低。

高速开关阀先导流量控制的比例阀压力补偿研究

针对高速开关阀先导流量控制的比例阀输出流量受负载压力变化影响的问题,基于其主阀流量线性放大先导流量的特性,提出先导阀压差补偿方法,保证先导阀两端压差不变,使得流量不受负载影响,从而实现主阀流量的稳定输出,设计压差补偿器并进行参数优化。结果表明:在先导阀和主阀之间增设压差补偿器可以抑制负载压力变化对先导流量的影响,使得线性放大后的主阀流量保持稳定;通过对压差补偿器的参数进行优化,提高了主阀输出流量的响应速度,同时降低了主阀输出流量波动,满足液压控制技术对数字液压阀输出稳定流量的需求。

水基高速开关阀动静态特性研究

为了研究水基高速开关阀的动静态特性,以一款水基高速开关阀电磁铁为研究对象。阐述其结构及工作原理,在Ansoft Maxwell软件中搭建电磁铁仿真模型;通过研究平面形磁极和锥面形磁极的稳态电磁力的大小,得到该水基高速开关阀电磁铁更适合采用平面形磁极,且得到稳态电磁力与半锥角θ之间的关系;加入隔磁环对环路磁通进行优化,并分析隔磁环结构参数对电磁力的影响规律,根据仿真结果及生产工艺确定了隔磁环的最优参数;最后针对电磁铁滞后时间长、响应频率低的问题,提出一种复合PWM控制策略来提升电磁铁的动态特性。根据仿真和试验结果,电磁铁滞后时间缩短了15.8 ms,响应频率由29 Hz提升到了40 Hz。

高速开关阀先导控制电液换向阀特性研究

针对现有液压支架使用乳化液传动介质电液换向阀存在流量控制不精准、压力冲击大、造成地下水污染等问题,提出使用水基高速开关阀先导控制电液换向阀,实现对主阀控制腔压力和主阀芯位移的精准控制。提出高速开关阀先导控制电液换向阀的液压桥路,针对先导高速开关阀提出复合PWM控制策略,将滞后时间缩短15.8 ms;提出脉频调制和脉宽调制占空比的方式控制主阀位移。仿真结果表明:在先导高速开关阀驱动信号一定占空比范围内主阀芯位移可以呈现比例开启效果。最后进行试验研究,试验结果证明高速开关阀作为先导级提升了主阀的响应速度。

高速开关阀动态响应特性研究及性能优化

为研究某型高速开关阀的动态响应特性并开展参数优化,描述开关阀的结构组成及工作原理,并建立其数学模型;基于电磁铁的有限元模型,重点研究极靴盆口磁分路的作用,并求解电磁力及磁通量离散空间分布;进而建立开关阀的机-电-液联合仿真模型,研究其静态压力控制特性及关键参量的动态响应过程。以单变量作用规律分析为基础,应用(1+1)-ES算法完成多参数迭代优化。最后,测定高速开关阀的动态响应特性,完成对比验证。实验结果表明:所建立的联合仿真模型较好地刻画了开关阀的动态响应特性,并借助进化策略优化算法实现了性能的有效提升。

LNG行业中开关阀的选型工作研究

面对我国“双碳”目标驱动下的天然气需求增长及LNG进口市场的扩大,确保LNG接收站设备设施的稳定高效运行至关重要。其中,开关阀作为工艺管道末端的关键动作装置,其科学合理的选型直接关系到接收站的安全性和可靠性。本文以《SH/T 3005石油化工自动化仪表选型设计规范》为基础,结合具体工艺流程和选型设计规范,从阀门型式、阀体、执行机构及附件四个方面,系统阐述了LNG接收站中开关阀的选型要点,以期能够更好地进行LNG接收站开关阀的设计选型工作。

列车制动系统开关型电空阀控制方法研究

轨道交通车辆制动系统通过对电空阀的开关控制来调节制动缸压力的输出值,满足列车安全快速停车的需求。针对制动缸压力调节过程中电磁阀动作频繁的问题,考虑气动系统容积室气压变化的滞后性,提出一种开关型电空阀控制方法,引入平均气压变化值和滞后系数对充风和排风的过程进行控制,试验结果表明所提出的控制策略能够有效降低电磁阀的动作频率。

一种工程车辆用高速开关阀的仿真与特性分析

高速开关阀作为一种重要的数字液压元件被应用于工程车辆中,研究其基本特性有利于产品优化、提高产品性能。根据高速开关阀结构参数及工作原理建立其理论模型;结合建立的理论模型,使用AMESim软件完成仿真模型的建立;并通过仿真结果分析输入电压、线圈匝数、占空比、弹簧预压力及刚度对高速开关阀性能的影响,指出高速开关阀的开闭时间以及上述参数如何影响阀的动态特性。

电磁开关阀式液力缓速器特性研究

为减少汽车刹车时液力缓速器工作响应时间,提高液力缓速器系统的制动特性,文章采用电磁开关阀代替比例压力阀控制液力缓速器的方式,对电磁开关阀本体与液力缓速器的控制策略进行联合仿真,并通过实验验证该控制方式,让液力缓速器更快速的响应。对比比例压力阀的实验数据进行分析,结果表明,使用电磁开关阀代替比例压力阀控制液力缓速器,加入比例积分微分(proportional integral derivative,PID)和窗数的控制手段,在超调量可被接受的范围内,极大缩短液力缓速器的响应时间,实现了液力缓速器响应的快速性,并为车辆提供稳定的制动力矩,实现对液力缓速器各个挡位的稳定控制。