为了研究高海拔和高空作业环境对齿轮泵工作性能的影响,分析了吸油压力对外啮合齿轮泵空化特性的影响规律。采用数值模拟和可视化试验的方法,针对农业机械液压系统中常用的渐开线外啮合齿轮泵进行分析研究。分别在0. 05、0. 10、0. 15 MPa的吸油压力下,数值模拟该泵内部流场的气体体积分数分布;利用高速摄像设备,试验观测记录该泵内的实际流动状态、气泡大小、气泡数量及空化程度等。结果表明在3种不同的吸油压力下,泵内的油液均会出现不同程度的空化现象,空化强度由大到小依次表现为漩涡流、雾化流、气泡;随着吸油压力的升高,泵内油液中出现的气泡数目逐渐减少、气泡体积逐渐减小,泵内油液的最大气体体积分数和空化程度逐渐减小,使得泵内油液的流动状态越来越平稳,进而改善了齿轮泵出口流量的连续性和稳定性。

为减小直驱式电液伺服系统运行过程中的液压冲击,提高系统运行的平稳性和位置精度,采用速度前馈和位置反馈的复合控制策略。该文介绍了直驱式电液伺服系统的组成,复合控制的原理;导出包含负载信息的速度前馈量计算模型;设计速度与位置信号发生器,实现速度前馈控制与位置反馈控制的无扰切换;搭建系统Simulink与AMESim联合仿真模型。仿真结果表明,在不同期望速度、不同的负载下,系统可以很好的跟踪速度和位置给定信号,具有良好的控制性能。

为了研究液压冲击器内出现气蚀的原因,通过反馈随动原理,系统分析了冲击器工作过程。基于数学模型搭建AMESim仿真模型,得到活塞和阀芯对应的速度曲线,同时结合PumpLinx软件仿真得到冲击器内流道瞬态流场,分析单个运动周期内的压力云图及流线图,从而确定气蚀问题产生的位置及原因。通过试验分析,验证了联合仿真结果的准确性。对解决产品使用过程中出现的薄弱环节及潜在隐患,进而提高其工作可靠性具有十分重要的理论和现实意义。

以汽轮机高压旁路控制系统为研究对象,通过分析控制系统的主要控制元件——电液比例换向阀的控制特性,考虑比例阀存在的饱和、滞环、死区等主要非线性因素,建立起汽轮机高压旁路控制系统的阀控缸非线性数学模型,并运用PID控制算法参数整定,对系统进行校正。基于MATLAB/Simu-link控制系统的非线性模块,对PID参数整定后的汽轮机高压旁路系统电液比例阀非线性模型进行仿真和分析,结果表明系统响应快速,稳定性良好,达到控制标准要求。

以10 L/min力反馈两级电液伺服阀为研究对象,在MATLAB/Simulink下建立伺服阀的仿真模型,通过仿真得到伺服阀的阶跃响应曲线、伯德图和动态性能指标,为力反馈两级电液伺服阀的参数优化、性能提升和工程应用提供了参考。

利用Pro／E和Fluent软件对不同λ1（喷嘴宽度D1与导流窗口最小宽度H1的比值）的偏转板射流阀进行几何建模与流场仿真，得到不同λ1下偏转板射流阀内部射流速度、压力云图和射流流场的速度、压力分布特征；通过分析仿真数据得到λ1对供油流量Qs、射流流量QJ、射流流量效率ηJ的影响规律。研究发现，喷嘴喷射出的部分油液由于受到V形导流斜面的作用沿着V形导流斜面反向运动，从而使喷向接收口的有效射流流量减小，同时在偏转板入口两侧出现漩涡和能量损失；随着λ1增大，供油流量QS近似线性增大，而射流流量QJ先增大后又减小；当λ1=1时射流流量QJ取得最大值12．5kg／s，对应的射流流量效率ηJ，最大为77．6％。研究结果为偏转板射流伺服阀的效率提高及结构优化设计提供理论依据与参考。

应用CFD软件对偏转板射流阀进出油阻尼孔不同参数条件下的射流流场进行数值模拟得出偏转板射流阀内部射流速度、压力的分布特征和不同阻尼孔参数D1、D2、L1、L2对射流速度、压力的影响规律。研究发现：射流速度由喷嘴处的最大值先逐渐减小在0.8 mm位置处又上升到仅次于喷嘴射流速度的较大值;射流压力先增大后又在0.8 mm位置处减到较小值最后在两接收口间阀体处达到射流压力最大值。参数D1对通过V型导流窗口的射流流量、射流压力和恢复压差起决定性作用;增大参数D2时射流速度曲线向上平移而射流压力曲线向下平移。参数L1对射流压力有影响而参数L2对射流场的影响可以忽略。研究结果为高性能偏转板射流伺服阀的工程设计和优化提供参考。