针对多路阀K形节流槽阀口流动阻力大、阀芯滞卡、振动噪声等问题。以某型装载机多路阀铲斗滑阀联为研究对象,基于流体动力学和湍流场协同理论,应用数值模拟方法对不同阀口开度和入口体积流量下的铲斗滑阀联流场进行稳态仿真,研究入口节流阀口面积、流场特性及压降场协同角分布规律。研究结果表明:K形节流槽内部流动阻力较大的区域主要分布在节流槽等效阀口面积、节流槽外壁、阀芯凹角及剧烈涡流等压力梯度变化较大或流线弯折角度较大处,随着阀口开度的增加,流动阻力逐渐减小,入口体积流量对阀内流动阻力没有显著影响。研究成果将为非全周开口滑阀的流动减阻优化设计提供思路。

针对非全周开口滑阀阀口的等截面和渐扩形两种典型节流槽,基于节流槽结构特征及其内流场特征,提出用节流面串联和最小过流面分别计算等截面和渐扩形节流槽阀口面积的确定原则,推导出典型节流槽阀口面积的计算公式,再利用叠加原理获得非全周开口滑阀的阀口面积,建立非全周开口滑阀的阀口面积的通用计算程序.研究结果表明本计算方法物理意义明确、精度高,实现了复杂阀口面积计算的程序化.

提出以节流槽内节流面的串并联效应确定二节矩形节流槽阀口面积的原则,推导出阀口面积的计算公式并编制了阀口面积的计算程序;在此基础上对二节矩形节流槽的流量特性进行了试验,试验表明二节矩形节流槽阀口的流量系数是单节矩形槽阀口流量系数的组合,流量系数在阀口开度较小或接近全开时流量系数快速增大,在阀口开度中间区段流量系数较小,在二节节流槽的交界处流量系数增大,流出节流槽方向的流量系数比流入方向约大0.1;提出了反映节流槽阀口流量控制特性的参数阀口流量面积Aq,阀口流量面积为阀口面积和流量系数的耦合函数,与阀口面积及流量系数传统概念相比,阀口流量面积更加合理地表征了阀口几何面积和阀口形状对流量的控制作用。

针对非全周开口滑阀阀口的面积计算,基于MATLAB/GUI开发平台,采用模块化的设计原理,设计开发了非全周开口滑阀阀口面积计算软件。软件包括数据预处理、求解计算、结果输出、辅助工具四个基本模块,实现了复杂阀口面积计算的程序化、可视化。案例应用表明该软件人机交互界面友好,操作便捷,可有效提高工程技术人员针对滑阀阀口面积的计算速度和阀芯节流槽的设计速度,从而提高工作效率,具有很好的推广应用价值。

针对叉车多路阀微动特性性能的要求,对目前叉车多路阀上几种常见非圆周节流槽过流面积进行了分析。对阀芯位移与油口通断时形成的压力与流量特性参数进行了研究,运用MathCAD计算软件对现有U形节流槽进行了仿真计算,利用试验设备对U形节流槽的开启闭合进行了数据采集,并将仿真、计算所得数据与实际试验数据进行了对比,建立了较为准确的仿真模型。研究结果表明通过模拟仿真可有效对叉车多路阀阀芯所需节流槽种类和分布状况进行设计研究,通过试验试制测试叉车新阀阀芯微动特性,可大大改善叉车多路阀阀芯的控制特性,减少研发时间。

以挖掘机某型多路阀铲斗联为研究对象,应用MATLAB实现节流槽阀口面积的数字化计算,获得铲斗阀阀口面积变化曲线,并根据挖掘机的运动特点,对阀口面积变化曲线进行了分析。为阀的数字化设计及优化提供了一定依据。

以某种分片式负载敏感型比例多路阀的主阀阀芯为研究对象，通过对全周开口滑阀阀口面积的计算，采用流体动力学（CFD）方法对三维流场进行仿真，分析了在不同开度下阀口处的压力流量特性。研究表明：在阀口开度较小的情况下，液动力会使阀口趋于开大；在阀口开度逐渐增大的情况下，流体速度增大并且向阀芯轴线方向偏移。该分析可为后续多路阀稳定性的研究提供依据。

以套筒式调节阀为研究对象，基于孔板流量计原理对其流量特性进行分析，得到套筒式调节阀流量系数与其开口面积之间的关系，并得到等百分比流量特性曲线的阀口面积计算式。通过CFD数值模拟计算出不同开度下调节阀的流量系数，绘制流量特性曲线，并与计算曲线进行对比。该数学模型和CFD技术的采用，使得设计高性能的套筒式调节阀的周期更短、成本更低、准确度更高。

以圆形孔节流槽为例，提出了联合MATLAB／EXCEL软件快速计算非全周开口滑阀阀口面积的方法，详细阐述了圆形孔节流槽阀口面积快速计算的步骤。此方法具有操作简便、不易出错等优点，大大提高了工程人员对滑阀阀口面积计算速度和阀芯节流槽的设计速度。