针对大流量超高压比例阀迫切国产化需求,设计一款位移随动结构形式的超高压比例插装阀,并以63通径为例,给出超高压比例插装阀各个结构参数的设计方法。首先,对主阀结构进行设计,给出阀套尺寸、阀芯节流口尺寸、直径及行程等设计方法;然后对先导部分进行受力和运动状态分析,确定先导活塞的结构尺寸及内部导油孔尺寸,并给出先导阀选取原则;最后制造63通径超高压比例插装阀样机,并设计试验台,分别进行耐压、通流能力、响应、主阀跟随等试验研究。试验结果显示,此阀的耐压压力超过110 MPa,通流能力超过1900 L/min,主阀与先导活塞之间间隙稳定,主阀芯响应时间小于80 ms,满足设计要求,方法可以为同类阀的设计提供理论指导和参考。

电子稳定控制系统(ESC)是提高汽车行驶稳定性和主动安全性的关键装置,旨在提高ESC液压系统的控制精度,对其核心部件先导式电磁开关阀的相关特性进行深入研究。建立了先导式电磁开关阀多场耦合的数学模型,包括机械模型、电磁场模型、液动力模型和热力场模型;分析了气隙、电流、温度等因素对电磁力的影响,并通过试验验证了理论模型的正确性。结果表明:电磁力随气隙和温度分别呈非线性变化,一定范围内,随电流呈线性关系;当气隙超过0.8mm时,电磁力几乎不随气隙变化,呈现比例电磁铁的特性。另外,在试验中得到了先导阀两端压差对电流、压力、流量响应的影响。

针对开式泵控锻造油压机卸压过程剧烈的冲击振动问题,提出以弯管受力为判断依据,利用灵敏度分析方法探寻影响卸压冲击振动的主要参数。分析泄压冲击产生机理,建立系统卸压储能数学模型和弯管受力模型,得到变量泵控制流量、系统储能以及弯管受力之间的函数关系。采用一阶输出灵敏度分析方法,求出各参数在组合式卸压曲线控制下的灵敏度函数,并提出峰值灵敏度、均值灵敏度两个衡量指标,分析各参数变化对弯管受力影响规律,得到引起卸压冲击的决定性参数。研究结果表明:在影响系统冲击振动的8个主要参数中,主缸初始压力、主缸面积及卸压弯管通流面积依次为引起系统卸压冲击的关键参数。上述研究结论及方法不仅为开式泵控锻造油压机卸压控制优化提供了理论依据,也为振动主次因素分析提供了新方法。

高频小流量高速开关阀用于汽车防抱死制动系统(ABS)增压与减压的控制,在不同温度环境下,其可靠的动态特性是ABS正常工作的重要指标。高速开关阀阀芯高频运动过程中,主要受到电磁力、液压力等因素的影响。针对液压力,建立高速开关阀不同温度、阀口两端压差、阀口开度的有限元仿真模型,分析温度、阀口两端压差和阀口开度不同时,高速开关阀液压力的变化规律。仿真结果得知,在相同的阀口开度和压差下,液压力随温度的升高而减小;阀口开度越大,液压力受温度的影响越大;同一压差和温度下,液压力随阀口开度的增大而减小。通过探寻温度、阀口两端压差及阀口开度大小对高速开关阀液压力的影响,为准确研究高速开关阀动态特性提供理论依据,从而为提高汽车ABS响应特性奠定理论基础。