节流阀双U阀槽二次结构优化后特性分析

在节流阀工作过程中,节流槽的结构形式影响节流阀阀芯温度与变形,进而影响阀芯的卡滞。通过对阀芯节流槽处结构进行优化,降低阀芯上的最高温度和最大变形量具有重要意义。为此,将呈线性接触的阀槽结构优化成小圆角接触的阀槽结构,并对优化后阀槽处最高温度与最大变形进行研究。首先,介绍了节流阀的结构,并对节流槽口结构圆角半径进行了优化;然后,采用数值仿真方法建立了节流阀三维模型,导入了有限元分析软件Workbench模块,定义了参数与边界,划分了网格,并对节流阀槽口圆角半径、不同阀口开度、压差对阀芯处最高温度与最大变形量影响进行了分析;最后,分析了圆角半径、阀口开度、阀口压差对阀槽温度与变形量的影响。研究结果表明:当圆角半径优化值为2 mm时,其阀芯上最高温度与最大变形量均处于极小值;当阀口开度为4 mm时,节流槽结构经二次优化后,阀芯上最高温度与最大变形量均有明显的降低;当阀口开度为6 mm时,阀芯上最高温度与最大变形量也有减小,且随着压差增大,其优化效果越好。节流槽阀芯圆角优化对降低第二节节流槽棱角处的最高温度与最大变形量均有较好效果,该结论可以为优化节流阀槽结构,降低阀芯最高温度与最大变形量提供参考。