基于AMESim的插装溢流阀泄漏间隙分析

　　0 引言

　　在插装阀中， 高压油口与控制油口之间是采用的阶梯密封，没有采用密封圈，所以在两个油口压力不同的情况下，压力高处的液压油会往压力低的油口流动，造成液压油的泄漏，对阀芯的运动产生影响。 所以，需要在高压油口与控制油口之间添加泄漏模块， 对泄漏所造成的影响进行相关的分析， 为实际的生产与设计提供理论的参考依据。

　　1 插装溢流阀的原理与结构

　　插装阀与传统液压控制技术相比，流动阻力小，通油能力强，惯性小，反应灵敏，因而特别适合于多机能控制、集成化、高压大流量系统。插装溢流阀的工作原理如图1 所示。

　　插装溢流阀的阀芯与阀套之间没有密封圈， 这样不可避免地会产生泄漏，泄漏间隙如图2 所示。

　　阀芯的加工要考虑到各种工艺以及加工时的精度，保证阀芯与阀套的配合间隙。 因为直径间隙越大，泄漏量也就越大， 而过小的配合公差使加工存在着很大的困难。 所以合适的直径间隙对于插装溢流阀的性能起着至关重要的作用。

　　2 间隙泄漏量的计算方法

　　影响间隙中流体流动的因素有雷诺数、 配合间隙的大小、轴孔中心线位置的偏心、轴孔相对运动、芯轴相对于孔倾斜、入口及出口段截面变化、零件形位公差及表面粗糙度、工作温度及压力变化。凡有相对运动的部件间，必须有一定间隙，如图3所示，根据流体力学理论，对于缝隙间的流动，当内外圆柱间没有轴向相对移动，且间隙很小时，其雷诺数一般低于偏心环形光滑缝隙的临界雷诺数， 因此总的流动保持为层流。

　　在不考虑流体在流动过程中加速的影响和间隙流道的形状改变及间隙弯曲等的情况下， 完全同心的两圆柱间隙层流流动的流量计算公式为：

　　式中Q———缝隙流量，单位为L;

　　h———内外同心时半径的缝隙值，单位为 mm;

　　d———圆孔直径，单位为 mm;

　　l———缝隙长度，单位为 mm;

　　μ———流体黏度;

　　Δp———缝隙两端流体压力差，单位为Pa。

　　由公式可以看出， 泄漏流量的大小与缝隙值的立方成正比。

　　3 AMESim 建模

　　高速弹射系统的液压原理图如图4 所示。

　　在AMESim 液压库中， 没有插装阀模型用来直接使用，需要根据插装阀的结构建立相关的模型。

　　建立插装溢流阀的AMESim 模型，如图5 所示。

　　参照图5 插装溢流阀的AMESim 模型， 在插装溢流阀中添加泄漏模块， 泄漏模块的参数设置如图6 所示。