三位四通阀阀芯撞击及系统异常噪声的AMESim仿真计算

　　0前言

　　作为系统中的重要元件，换向阀的作用是对油路中的油液再分配，使执行机构按照要求进行动作，尤其在回油节流调速系统中，还要保证油液平稳进入流量阀中，尽量减少压力脉动和液压冲击，防止系统产生噪声，同时本身还要承受压力脉动和液压冲击;一旦系统产生噪声或换向阀在液压冲击的作用下，阀芯频繁撞击阀盖导致破裂，不但影响系统的正常运转，还造成环境污染、液压油损失，更严重的可能会造成事故发生。

　　在船用液压系统中，换向阀的重要性是不言而喻的。在系统运行过程中，发现系统管路有低频振动，同时伴随着异常噪声，甚至在系统运行过程中，出现了换向阀的阀盖破裂，同时检查发现其他同样的系统中不但有噪声，而且换向阀阀盖也有裂纹。

　　1问题分析

　　对该系统(见图1)分析发现，该系统的负载很大，而且随着执行机构的运行，其负载在不断的变化，同时在行过程中液压系统会出现负压。经过分析，认为该系统存在以下问题。

　　(1)进入换向阀的油液流量和压力不稳定，在换向阀内部油液紊流流动，产生噪声源，导致阀芯运动不平稳，不断撞击阀盖，同时使系统产生异常噪声。

　　(2)换向阀出口压力和流量不稳定，产生液压冲击和振动，导致进入流量阀内部的油液流量和压力不稳定，从而产生额外的振动源，再次影响换向阀阀芯运动，产生噪声。

　　2解决问题的初步方案

　　(1)在换向阀进油口加节流阀，稳定系统的流量。

　　(2)在换向阀出油口加蓄能器，吸收换向阀出油口的液压冲击和振动，同时，稳定回油流量阀进油口的压力和流量，避免振动源的产生。

　　(3)在换向阀进油口加节流阀的同时在其出口加蓄能器;既减弱和降低换向阀进油口流量和压力脉动冲击，同时也减弱和降低换向阀出油口的流量和压力脉动和冲击。

　　如图1所示,系统压力为20MPa，柱塞泵流量为120mL/r，泵的转速为1470r/min，蓄能器的容积40L;液压缸活塞的直径为220mm。

　　3 AMESim仿真计算

　　在试验室试验之前，有必要对以上解决问题的措施进行计算机仿真研究，对比系统改进前后元器件各油口压力冲击的变化情况、改进措施的效果，最终选择最佳改进措施。

　　3.1仿真模型的建立与运行

　　3.1.1在草图模式下建立测试系统模型

　　系统模型在AMESim模板中建立，在AMESim草图模式(sketch mode)下，运用液压元件设计库、机械库、信号库选用液压缸、换向阀、蓄能器、液压泵、溢流阀和负载等。如图2所示。