针对液压滑阀稳态液动力补偿困难的问题,在阀芯上设计了一种导流槽结构来实现对稳态液动力的补偿,液流在流经导流槽时,由于导流槽的反向导流作用,产生了沿反方向的液流分量,该部分液流分量与正向运动的液流相互作用使得出口处射流角变大,液动力随之减弱。分析并推导了稳态液动力模型,通过CFD仿真研究导流槽各结构参数变化对稳态液动力的影响,并揭示了导流槽补偿原理。试验结果表明,有导流槽阀芯稳态液动力相对无导流槽阀芯大幅降低,压差为2.5 MPa时,各开度下液动力的平均减小量为52.7%;压差为3.5 MPa时,各开度下液动力的平均减小量为47.7%;压差为4.5 MPa时,各开度下液动力的平均减小量为33.9%。导流槽结构能够有效补偿稳态液动力,提高阀的控制精度。

液压滑阀是液压系统中的关键控制部件之一,其结构简单可靠,易于实现流量、压力控制。但是运行过程中由于热负荷产生的微小变形会导致阀芯卡滞现象的出现。当阀芯发生卡滞现象时,可能会严重降低液压阀的精度和灵敏度。基于热-流-固耦合模型,分析了节流槽形状对液压滑阀卡滞力的影响。首先建立了阀内固定开度流道模型,计算获得了不同节流槽形状下阀内流动特性;其次,将流体分析得到的温度场信息作为边界条件加载到热分析中,得到阀芯上的温度分布特性;最后研究了不同节流槽形状下阀芯间隙的变形量,分析阀芯卡滞的变化,为减小阀芯卡滞措施的研究提供参考。

文章从工程实际出发,结合生产现场调试经验,应用流体力学相关理论,对在液压系统中广泛使用的液压滑阀的阀芯卡阻现象进行了理论分析。

选取双三角形节流槽液压滑阀作为研究对象,运用软件STAR-CD对该阀内的流场进行仿真计算,得到该滑阀在不同阀口开度时的稳态液动力数值,计算结果表明:在该双三角形节流槽液压滑阀阀口的流入和流出方向,稳态液动力均让阀口趋于关闭,其数值在流出方向略大于流入方向,且射流角变化微小,稳态液动力随着流量增加而增加。

内泄漏广泛存在于液压系统中,直接影响着系统的使用性能。以三位四通换向滑阀为研究对象,利用AMESim软件中的HCD元件库搭建内泄漏故障仿真平台。综合考虑了液压系统压力、间隙高度、遮盖量、黏度、偏心率、阀芯直径对内泄漏量和系统性能的影响。结合仿真数据,运用正交分析列出各因素对内泄漏量影响的主次顺序,得到中位状态下滑阀的间隙高度和遮盖量是内泄漏量的主要影响因素,其中间隙高度对内泄漏量影响最显著,偏心率影响程度最小,为滑阀的设计和加工提供参考依据。

液压滑阀在阀芯的偏置以及油液污染的影响下会产生一附加摩擦力。为研究附加摩擦力对滑阀工作特性的影响,基于Fluent对不同偏置下阀芯摩擦力进行仿真分析,得出阀芯摩擦力受阀芯偏置的影响情况。运用AMESim软件分析,得出所产生的附加摩擦力会延迟滑阀的压力响应时间。理论分析和对比仿真结果表明,在滑阀控制压力和弹簧预紧力设计时,适当的增大控制开启压力,能在一定程度上减小阀芯的响应延迟,从而补偿附加摩擦力的影响。

本文对滑阀内部不同流道布置情况下的流动过程进行了分析与比较，并说明了阀芯上的液动力与阀内的流道布置之间存在着联系，通过改变流道布置，可以明显减少液动力而不显著增加阀的压降，从而大幅度改善阀的性能。

液压滑阀常常在使用过程中伴随着黏性加热现象,这将严重影响液压滑阀的控制特性。为了揭示滑阀的热失效故障,建立带有配合间隙的滑阀热特性模型,运用COMSOL软件内置的共轭传热与粒子追踪模块通过求解滑阀热特性模型,对液压滑阀内的流动与传热过程进行数值解析。结果表明:高温主要出现在速度梯度较大的区域以及受高速油液冲击的节流槽壁面;由此导致滑阀配合边上产生不均匀径向热变形,固体颗粒物在发生变形的间隙更容易聚集,由此可知,滑阀配合边的径向热变形对颗粒物的污染卡紧有促进作用。这些研究成果为工程技术人员对液压滑阀卡紧现象提供可视化的理解。

内泄漏直接影响液压系统的工作效率,常用的检测方法主观性强、效率低。以5组通径16mm的三位四通换向滑阀为研究对象,设计并搭建了液压滑阀内泄漏声发射检测实验台。对比声发射信号的幅值域参数大小和响应时间,确定了最佳测量点。结合实验数据,找到了压力、间隙高度对幅值域特征参数的影响规律。运用AR功率谱提取信号的特征频率,发现滑阀内漏的声发射信号基频为40kHz,泄漏量越大,特征频率越向低频方向偏移;特征频率呈现倍频的关系,内漏滑阀的功率谱曲线有小幅波动,正常滑阀功率谱曲线光滑。所得实验数据和结论对构建滑阀内漏诊断数据库具有重要意义。

针对航空宽温度范围（-55~150℃）变化的工作环境，提出一种过盈配合式液压滑阀，其核心思想是将油路通过沟槽化设计转换到液压滑阀阀套的表面来实现流体的控制和沟通，利用阀套与壳体之间的过盈配合进行密封。彻底取消了传统以胶圈密封的结构方式，大大降低了滑阀的加工难度和装调难度，并从根本上解决了液压滑阀因胶圈老化带来的维护性、性能变差的难题。提出的过盈配合式液压滑阀具有结构简单、使用可靠性高、工作稳定、体积小、质量轻等特点。然而由于材料的热胀冷缩现象，尤其是不同材料之间的组合，在宽温度范围内变化时，其过盈量的密封设计会对液压滑阀的性能带来严重的影响。通过对不同材料组合的过盈配合式液压滑阀的结构场、流场随温度变化的影响进行有限元、FLUENT仿真分析，来指导过盈配合式液压滑阀的设计。最...