为满足重载、冶金、锻压等应用场景中对伺服阀流量高输出能力及高功重比的要求,该文提出了一种插装式二维大流量电液伺服阀(7 MPa,400 L/min)并研究其动态特性。首先介绍插装式二维电液伺服阀的结构与工作原理。然后建立伺服阀的数学模型,对阻尼活塞进行分析,通过仿真研究阻尼活塞对系统稳定性和动态特性影响,以及系统开闭环时的动态性能。仿真结果表明,开环模式下伺服阀阶跃响应时间为81 ms,频宽为35 Hz,闭环时阶跃响时间为45 ms,频宽为45 Hz。最后对伺服阀进行了动态特性测试,实验结果表明,伺服阀开环时阶跃响应时间为85 ms,频宽为33 Hz,闭环时阶跃响应时间为45 ms,频宽为56 Hz。仿真结果与实验结果基本一致,证明插装式二维大流量电液伺服阀具有良好的动态特性。

二维(2D)伺服阀因其阀芯集旋转和平移运动于一体,且具有先导控制和功率放大的特性,被广泛应用于航空、军工等领域的液压系统中。由于伺服阀先导级的节流口面积非常小,流体流经此处后会因压力骤降而产生气穴现象,将直接影响伺服阀的工作特性。利用Fluent软件,在不同的阀口开度、敏感腔体积、入口压力下,对矩形和弓形2D伺服阀的先导级阀口和流道进行了两相流仿真。结果表明:矩形和弓形先导级阀口均存在一个最佳开度,对气穴现象的抑制能力最强

插装式电液伺服阀较传统的电液伺服阀进一步提高了伺服阀的功重比,并具有优良的动态特性。提出一款插装式二维电液伺服阀并重点研究其动态特性。介绍插装式二维电液伺服阀的结构及工作原理。建立插装式二维阀的数学模型并进行仿真分析,尤其对阀芯旋转黏性阻尼系数进行推导。仿真结果表明:开环模式下插装式二维阀的阶跃响应时间为10 ms,幅频宽为40 Hz;闭环模式下阶跃响应时间为4 ms,幅频宽为100 Hz。通过搭建试验平台对插装式二维阀进行动态特性