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。

泵控技术在工程机械、重型机械等领域应用广泛但目前对其输出特性的分析较少。为了探究泵控系统关键参数对系统输出特性的影响基于开式泵控非对称缸系统状态方程建立系统一阶轨迹灵敏度模型并求出各参数的灵敏度函数曲线。提出了峰值灵敏度、均值灵敏度两个衡量指标分析各参数变化对位移输出特性影响程度的大小。基于0.6 MN开式泵控油压机试验平台验证灵敏度理论分析的准确性。结果表明:空载时伺服变量泵2先导级伺服阀增益、伺服变量泵2和伺服变量泵1的先导级伺服阀时间常数影响较大;加载时各参数两项灵敏度指标数值相近其中伺服变量泵2的先导级伺服阀的增益、时间常数和油缸面积以及流量增益、系统比例增益影响较大。分析结果可为泵控非对称缸系统性能优化提供理论依据。

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。