一、概述二通插装阀由于结构简单，内阻小，流通能力大，工作可靠，对介质适应性强及密封性好等特点，近年来发展很快，如西德Rexroth公司生产的先导溢流阀、先导顺序阀等产品，在性能上都较普通液压阀有很大提高，并取得良好的应用效果。本文提出了复式锥阀结构以实现二通插装手动、机动换向的阀，并设计、研制了几种单体式液压阀，已申报专利。介绍如下: 二、复式锥阀结构及工作原理图1所示，它主要由阀套、主阀芯、先导阀芯、弹簧座、弹簧等组成，A、

在大雷诺数下应用雷诺应力湍流模型和计算流体力学方法对锥阀的内部流场进行数值仿真计算着重研究阀的结构参数、入口压力、出口压力、阀口开度等对锥阀流场的影响.研究结果表明：阀的结构参数对流场的分布和气穴的产生有较大的影响.同时随着阀口开度、入口压力的增加低压区逐渐扩大压力逐渐下降产生气穴的区域也随着扩大;而随着出口压力的升高低压区的压力也逐渐升高产生气穴的区域也逐渐缩小对气穴有一定的抑制作用.

液动力是设计、分析液压控制阀及液压系统考虑的重要因素之一。文中采用动网格技术，利用UDF功能给定阀芯不同的运动速度，仿真研究了不同阀芯速度以及不同边界条件的锥阀阀内的流场．分析了插装型锥阀在开启和闭合工作过程中不同的边界条件下阀芯所受的液动力。所进行的研究工作对于系统建模分析和锥阀液动力的补偿研究提供了依据。

对纯水液压锥阀阀口流场气穴进行了数学建模，并用FLUENT软件进行了仿真分析，从而得到气穴发生的程度与流场压力分布之间的关系。通过分析发现，如对阀座和阀芯的结构进行改进，可以明显减小负压值与气穴发生的程度。

应用CFD方法对阀芯运动状态下流体在锥阀内的流动状态进行了可视化计算和分析研究。参照实际锥阀的结构和参数，用CAD软件Pro／E建立了阀内流道的三维几何模型。应用前处理软件Gambit进行了网格的划分、细化，用自定义函数UDF确定了阀芯运动速度。应用Fluent中动网格技术进行了计算研究，获得了阀芯开启、关闭过程受到的瞬态液动力、流量系数与通过阀流量、阀开口度之间的定量关系。

采用计算流体动力学（computational fluid dynamics，CFD）方法对锥阀的阀腔内流场进行求解，得到不同阀芯颈部直径D值下不同阀口开度对应的流量、流量系数、阀芯阻力与稳态液动力值，并对解析结果进行了分析。结果表明：在相同阀口开度下，阀芯颈部直径D的变化对流量、流量系数几乎无影响，流量系数保持在0．86左右；阀芯的颈部直径D的变化对阀芯阻力与稳态液动力的影响也很小；阀芯阻力随着阀口开度的增大而减小；稳态液动力随着阀口开度增大而增大。

从应用需求分析出发，提出了基于ANSYS APDL和FLUENT Journal的液压锥阀流场参数化仿真软件总体设计方案。软件通过APDL宏文件和Journal宏文件操控ANSYS和FLUENT，实现了参数化的前处理和流场分析，形成了一体化的快速仿真分析平台，大大降低了对操作者专业软件技能的要求，提高分析效率达10倍以上，可广泛应用于锥阀的工程设计和仿真测试。

针对液压技术中广泛应用的插装型锥阀建立三维模型。对锥阀阀芯开启和关闭的运动过程应用CFD分析软件Fluent进行了仿真计算和可视化研究给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场分布。对比分析表明CFD动态仿真可更准确地反映液压锥阀内部的流场情况。

针对液压技术中广泛应用的插装型锥阀依照实际所用阀的结构和参数分别对简化为轴对称的二维流场模型和不经过任何简化和近似处理的三维面对称流场模型两种情况应用CFD分析软件fluent进行了仿真计算和可视化研究给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场和流线图.对比分析表明采用基于三维流场的可视化分析可更清楚全面地反映锥阀内部的复杂流动情况为从机理上分析锥阀内部流畅和能量损失及流道结构的优化设计提供了更充分的理论依据.

计算机技术的不断发展和各种计算流体动力学（CFD）计算方法的广泛应用为深入了解液压阀内部流体的流动状态提供了方便.运用CFD通用软件Fluent以实际液压锥阀为模型对阀芯在不同开口度、不同半锥角以及不同流量下的流动特性进行了三维仿真计算并对可视化图形进行了分析.对锥阀的流量系数及阀芯上的压强分布和液动力的计算表明仿真结果与理论计算结果基本一致为锥阀的优化设计提供了理论依据.