航天伺服系统高压大流量的特点,对溢流阀的可靠性、稳压精度和推重比提出了更高的要求。然而大推力下的螺旋压缩弹簧一般体积较大,并且服役期间存在卡死、疲劳断裂、塑性变形等失效模式,给伺服系统带来安全隐患。提出一种基于气隙组合永磁弹簧的直动式溢流阀结构,非接触式的永磁弹簧可避免上述失效和卡死故障,采用气隙组合的优化设计得到了理想的刚度曲线,不仅可有效提高推重比,同时可以减小大刚度带来的开启瞬间压力波动。在此基础上结合有限元仿真与迭代优化,精确设计了凸缘结构来补偿液动力,进一步提高了稳压精度。仿真结果表明,气隙组合永磁弹簧溢流阀具有良好的动静态指标,其设计方法为永磁弹簧在液压系统中的应用提供参考与借鉴。

对森吉米尔轧机上的FMV阀的结构形式进行分析,建立了FMV阀的稳态液动力模型,并将常规滑阀与FMV阀的液动力进行了仿真比较,结果表明FMV阀所采用的回流凸肩法大大降低了稳态液动力;且随着阀的流量的增大,其稳态液动力特性有较好的改善。在理论上验证了该阀结构的优越性。

针对传统压力补偿型多路阀流量控制精度低、小流量控制难、流量范围受限等问题,提出补偿压差连续控制多路阀流量方法。首先,设计并理论分析补偿压差可控型多路阀;其次,分别建立三通比例减压阀及负载敏感多路阀模型,通过试验验证仿真模型的准确性;第三,联合2个部分关键子模型,构建补偿压差可控型多路阀多学科联合模型;最后,通过原理试验验证所提方法的正确性,研究多路阀补偿压差调控特性及其影响因素。研究结果表明相较传统多路阀,设计的补偿压差可控型多路阀的补偿压差能够在0~3.4 MPa范围内变化;在0.3~3.2 MPa补偿压差范围内,阀口流量能够在44%~136%的额定流量范围内变化;通过调控补偿压差对补偿器的液动力进行补偿,提高了多路阀流量控制精度,液动力补偿效果明显;随着控制台肩d2直径增大,多路阀补偿压差调控范围增大,但补偿器动态特性响...

针对发展高端电液伺服阀技术已成为航空航天及舰船领域的研究热点的现状,本文以直接驱动式电液伺服阀为对象,介绍了直接驱动式电液伺服阀的历史概况。从阀的结构原理出发,着重论述了阀的结构改进、电-机械转换装置变换等的研究进展。对应用于直驱阀上的不同新型材料,从功能原理到基本特性进行了系统分析。其中,PZT材料的响应速度较快,可达10μs;GMM材料的能量转换效率较高,可达80%;MSMA材料宏观应变较高,可达10%。直驱阀在极端温度环境下的性能改善、冲蚀磨损特性分析及其数字化、智能化设计将成为未来的重点发展方向。