基于Flow Simulation的液压阀块的油道方案比较

　　1 油道及其交叉点处理方的式介绍

　　油道分为单向油道和双向油道。单向油道即为液流在该油道中只做单向流动的油道，有些单向高速工进反向缓慢回油的油道也可近似的看为是单向油道。本文是以单向油道为例进行比较分析的。因为在相同的油道中不同的液流方向对压力损失是有影响的，这样不同的油道方案比较起来较复杂。而且单向油道也是最常见的，无论在阀块还是自制的接头体中都是单向油道居多，如阀块的P、T以及用来安装两位三通电磁阀阀块的A、B口都是单向油道。

　　液压阀块在设计时往往会产生很多影响阀块局部压力损失的要素，如油道变径，工艺孔和交叉点。本文在此列举了两种最为常见的交叉形式进行分析。如a～c为等径油道相交时的几种处理方式，内径为6mm，箭头方向为液流方向；d、e为内径不同的油道相交时的两种处理方式，第一种为中心线在同一平面内与另一种偏心的交叉方式进行比较，内径分别为6mm和10mm，箭头方向为液流方向。接下来进行方案的分析比较。

　　2 油道方案比较

　　使用软件分析之前先设定初始条件。假设所有待分析液压阀块安装在一台连续工作的强夯机上。采用68号液压油，液压油工作温度恒定在55℃，油道入口的体积流量为20L/min，出口处的工作压力为3.5MPa。初始网格精度设定为5。

　　2.1 等径油道交叉点的分析比较

　　首先对a方案进行分析。给油道开口处加封盖并按上述描述完成初始条件的设置。插入两个边界条件分别是入口处的体积流量20L/min和出口处的静压3.5 MPa。插入两个面目标分别为入口处的静压和出口处的静压，再插入一个方程目标――出入口静压的差值。最后这个目标参数才是我们想看到的数值，通过这个参数来比较各方案的优劣。软件求解之后插入流动迹线观察油道内的压力分布。

　　通过该图可以看出液流压力的变化主要出现在油道的交叉点上，所以交叉点的形式对油道进出口的压差有着至关重要的影响。

　　在结果中插入一个目标图来观察之前所设定的目标参数。下表为求解之后生成的目标图的摘要。其中静压1为入口处的静压，静压2为出口处的静压，方程目标1为进出口的压差。从表中可以看出计算得到的方案a的进出口压差约为1.3bar。

　　用同样的方法对方案b和方案c进行分析获得目标数据。得到方案b的进出口压差为1.2bar，方案c的进出口压差为1.1bar。可以看出在同等条件下方案c的压力损失最小。为保证分析的严谨又进行了两组对比分析，分别增加油道的长度和增加入口的体积流量来比较观测同样的目标的变化情况。所得结论与上诉分析相同。所以等径油道相交时应尽量采用方案c来处理。但方案c较前两种加工难度增加，可采用方案c与方案b的折中方案来处理。