目前,两级式阻尼孔的设计使用是参考单级式阻尼孔的流量计算公式以及经验参数,选型误差较大,依靠现场实验去修正压损参数或者采用试错法更换不同尺寸的阻尼孔进行效果补偿。结合实验和CFD仿真深入研究了气穴、不同长径比及加工误差等因素对两级式厚壁阻尼孔流动特性的影响,得到了有或无气穴现象时固定长度、不同直径尺寸的阻尼孔流量系数稳定值,为两级式厚壁阻尼孔正确选型及数学建模中的特征参数设置提供依据。

针对某重卡驾驶室液压翻转机构出现的泄漏等问题,对其翻转缸在悬置状态进行了基于AMESim的建模与仿真。考虑翻转缸缩回至活塞处于缸筒扩孔区,且活塞杆随驾驶室一起做微幅振动的状态,分析了振动频率、幅值、等效缝隙值对于翻转缸两腔压力的影响,及振动过程中两腔的流量变化。分析结果显示,悬置状态翻转缸会产生缸内负压,造成气穴乃至气蚀现象,其程度主要与翻转缸的振动频率、幅值和等效缝隙值有关,甚至是翻转缸泄漏的原因之一。

上置式液压泵吸油管的设计,除考虑最低吸油压力外,还得结合泵参数曲线图进行分析,来达到最佳的使用条件,从而使设计更加合理。

液压碎石器内部的气穴现象是一种既隐秘且有害的瞬态过程。气穴的发生不仅影响流体传动的连续性,同时气泡溃灭过程会造成强烈的振动和噪声,更重要的是会在零件表面产生气蚀。因此,在建立气穴模型的基础上,参考主机液压系统管路布置,搭建了包含动力系统及控制系统的整机AMESim仿真模型并对其进行了运算。为进一步分析气穴流场的变化规律,进行了AMESim软件与数值模拟软件的联合仿真。最后将仿真结果与工程实际中出现的气蚀真相进行对比。结果表明,在活塞加速冲程末段,活塞后腔出现了气穴现象,同时在缸体内壁气穴现象最严重。实际工作中出现气蚀的零件以及该零件上呈现气蚀的位置与数值计算结果中显现气穴现象的位置完全吻合。

传统液压系统在主动型负载工况下,易出现气穴现象,从而造成压力波动、流量失控、气蚀等现象。以基于机液压差补偿的负载口独立控制系统为研究对象,简化液压系统原理图。为避免气穴现象,对进、出口节流特性进行分析,得到进、出口节流面积比μ的最小值。采用仿真软件AMESim,分别对负载口独立控制系统和负载敏感系统进行建模,并进行液压缸伸出工况和缩回工况仿真分析。结果表明:在负载敏感系统中,随着负载F的增大,进油腔的压力会低于0,即出现气穴现象;而在负载口独立控制系统中,通过改变进、出口面积比μ,可以实现进油腔的压力保持在设定的目标压力pm左右,从而避免气穴现象。

气穴是流体机械中常见的一种有害现象。针对气液联合式碎石器中出现的气穴现象以及目前使用的仿真模型均未考虑内油道形状与对应液阻,在分析主运动件及内流道数学模型的基础上搭建了包含局部阻尼损失的整机仿真模型,根据影响气穴的参数类型及对应取值范围设计了正交试验方案,在此基础上进行了仿真分析。结果显示:活塞运动周期基本不受因子及对应水平组合的影响;活塞质量及氮气室初始容积是影响活塞后腔最低压力及冲程最大速度的主要因子

从气穴现象概念入手,论述了气穴现象引起的危害,分析了气穴现象产生的原因,提出了在日常工作中对气穴现象的判断方法、预防和处理措施。

针对单柱塞泵工作容腔的气穴现象,运用Fluent软件对柱塞泵工作容腔的气穴流场进行了数值模拟,采用了非平衡壁面函数的k-ε模型和带有空化作用的多相流混合模型,得出了不同阀口开度和入口速度下柱塞泵工作容腔的气穴流场的分布规律.在实验方面,采用了不带补油泵和带补油泵两套实验装置来对比测试柱塞泵工作容腔的真空度大小.将仿真和实验结果进行比较,模拟得到的柱塞泵工作容腔的真空度和实验得到的真空度比较吻合,表明非平衡壁面函数的k-ε模型和带有空化作用的多相流混合模型能够有效地预测柱塞泵工作容腔气穴流场的分布规律.

液压设备较长时间不启动或间断使用以及液压泵的吸空现象，均能使液压系统形成气穴。气穴的存在最直接的影响是造成液压系统的压力波动，破坏执行元件的工作稳定性。用增大吸入配管系统的流道阻力、不变更配管系统而增加被试泵的转速、闭式回路中使用真空泵降低回路压力等方法，可以测验液压系统的气穴。采取降低液压油中空气含量、防止局部真空的绝对压力低于空气分离压等措施，可以防止气穴现象的产生。

Fluent软件是用于模拟和分析在复杂几何区域内的流体流动与热交换问题的专用CFD软件。将k—e模型与流技术Mixture模型相结合，借助Fluent软件进行多相流分析，对喷嘴处的气穴流场进行了数值模拟，并计算了模型内二维轴对称气穴流场的液态水的体积分数分布及压力分布。