介绍并分析了常用充退磁方法及其优缺点,依据相关工作机理完成了伺服阀充退磁装置研制,并进行了各型伺服阀磁钢组件的定压充磁、定流退磁及温度稳定性考核试验。试验数据表明,所研制的伺服阀用精密充退磁装置工作性能可靠,充磁和退磁参数稳定,充退磁效率和合格率得到了提高。

从电液伺服阀及衔铁组件的工作原理出发,详细阐述了衔铁组件的运动机理,通过公式推演为衔铁组件综合性能检测提供了一种有效的实现方法,即以外部力加载及位移加载的方式模拟衔铁组件实际工作过程中受到的力和位移大小。通过研制衔铁组件综合性能检测装置,获得了衔铁组件综合性能参数,并利用其进行不同衔铁组件对比试验。试验结果表明,衔铁组件综合性能参数的有效控制为伺服阀啸叫振动抑制提供了新途径。

电液伺服阀衔铁组件是连接电-机械转换器和液压放大器的柔性构件,其刚度是影响伺服阀动静态特性的重要因素。针对衔铁组件精密零部件刚度的精确分析理论欠缺的问题,将衔铁组件等效为变截面弹性组合梁结构,考虑剪力对结构变形的影响,建立了基于能量守恒原理的衔铁组件柔度矩阵静力学解析模型。进一步,提出了弹簧管、反馈杆、挡板刚度以及组件综合刚度的高精度计算方法,并作了弹簧管刚度测量和反馈杆柔度测量,理论计算结果与测量结果吻合。所建立的衔铁组件柔度矩阵模型及刚度计算式可为衔铁组件柔性构件的匹配设计和精密零件的刚度标定提供依据。

针对重型车的主动安全性能问题,进行重型车制动过程线控液压制动系统的动态性能研究;分析了重型车线控液压制动系统的原理架构及工作模式,对系统的关键液压部件进行数学建模,在AMESim软件环境中建立了重型车线控液压制动系统的液压模型;设计了蓄能器压力保持控制策略及基于PID算法的轮缸压力跟随控制策略;将控制策略嵌入电子控制单元,研制了HBW试验台架;模拟典型制动工况,进行了重型车轮缸压力动态特性仿真及试验验证.结果表明所建立的液压模型准确,且重型车线控液压制动系统动态响应速度快,控制精度高.

针对高端液压元件因滑阀冲蚀磨损引起阀口轮廓变动与性能不确定性问题,考虑颗粒物撞击阀口的概率事件,提出了基于Edwards冲蚀模型的全周边滑阀冲蚀圆角定量计算方法,并以阀控对称缸为例,揭示了四边滑阀各阀口冲蚀后的轮廓及阀特性的演化规律。研究结果表明,阀口的冲蚀圆角由颗粒物尺寸、颗粒物数量、撞击速度、阀口大小等因素直接决定;阀口流量越大、颗粒物数量越多、压差越大,颗粒物的撞击速度就越大;颗粒物尺寸相对阀口开度越大,颗粒物撞击阀口的概率就越大;在阀控缸动力机构中,液压缸的结构尺寸、运动速度、负载决定了各个阀口流量、压降和阀口开度。在负载恒定、液压缸恒速情况下,阀控对称缸4个阀口的流量相同但压降不同,冲蚀后的阀口圆角不一致。冲蚀导致滑阀压力增益降低,泄漏量增大,且产生零偏,零偏位移可通过惠斯通桥路...

电液伺服阀的啸叫是液压系统中最棘手的问题之一,伺服阀长时间啸叫将引起管弹簧部件的损坏,并导致系统控制失稳。该文对伺服阀啸叫现象进行了深入的机理分析,采用数值计算和仿真模拟方法分析了啸叫产生原因和传递过程,并且结合试验对理论进行了验证;根据分析结果,提出了抑制啸叫的措施,相关的理论和措施对于工程上解决伺服阀啸叫问题具有重要指导意义。

对某形式的无泄漏单向阀进行了结构分析和仿真,并利用有限元软件Ansys Workbench对该单向阀的反向密封机理进行了分析;经过冒泡法试验验证,该阀门对于流体的反向密封效果较好。该无泄漏单向阀结构形式可以用来代替普遍使用的金属密封,具有结构简单、性能可靠的特点,可以推广到其他液压阀门的密封结构中。

针对压电叠堆执行器输入电压与输出位移的动态迟滞特性,结合非对称静态Bouc-Wen迟滞模型,建立了压电叠堆执行器动态迟滞模型,并采用粒子群算法辨识出6个模型参数。为提高压电叠堆执行器动态位移输出精度,进一步推导出压电叠堆执行器迟滞逆模型,最终在此基础上对压电叠堆执行器进行前馈补偿研究。仿真与实验结果对比表明,在0~120V峰值电压与0~500Hz激励频率内,所建立的动态迟滞模型能够较好地描述与预测压电叠堆执行器的动态输出位移。前馈补偿实验研究结果表明,利用所建的迟滞逆模型补偿后,压电叠堆执行器的滞环减小,输出位移非线性度下降约3%。

提出一种面向高频伺服阀的新型超磁致伸缩执行器驱动结构。采用有限元法对所设计超磁致伸缩执行器磁场分布进行了数值模拟,分析了驱动与偏置电流、超磁致伸缩棒尺寸、永磁体及输出杆结构形式等因素对执行器磁场分布的影响,揭示了其影响与作用规律。以数值模拟结果为依据对执行器结构形式与设计参数进行了优化,数值模拟及其优化结果与实验曲线基本吻合。

基于计算流体动力学方法,对喷嘴挡板伺服阀内部流道进行了三维建模,并利用Fluent进行了全流道的仿真分析,在分析过程中对伺服阀的局部结构进行了参数优化设计。仿真分析结果可以有效地为伺服阀结构设计提供有效的参考依据。