针对双滑阀副活门的卡滞现象,应用流固耦合的仿真方法,分析了双滑阀副活门的内部流动和关键零件的受力,总结了不同进油口尺寸、阀套油口结构对阀腔内流场和阀芯径向力的影响规律,获得了活门开启过程中弹簧座倾覆角度的范围。结果表明,增大进油口尺寸和阀套孔数量、减小阀套孔直径和弹簧座的运动自由度,可以降低油液的流速和液压冲击,使阀芯圆周方向的压力分布更加均匀,提高阀芯所受径向力的平衡性。据此对活门结构进行改进,并通过试验进行验证。验证结果表明,将双滑阀副活门的进油口直径改为8 mm、阀套孔数量改为6个、阀套孔直径改为4 mm、取消阀芯与弹簧座的点接触形式后,阀芯在2种工况下至少能够经过600次反复切换,且阀芯表面无任何划痕,改进后的双滑阀副活门完全满足设计要求。

外部污染颗粒或阀内元件自身腐蚀的磨损颗粒混入流体中,随着流体进入阀芯配合间隙从而导致阀芯所受阻力增大,容易出现阀芯卡滞现象。以典型的液压滑阀为例,基于欧拉-欧拉固液两相流模型,分析阀芯、阀体配合间隙内污染颗粒固液两相流动特性及阀芯卡滞规律。分析了阀内含污染颗粒的油液流动特性在跨尺度流域中压力和速度产生剧烈变化;随着颗粒直径的增大,间隙内颗粒体积分数逐渐增大,存在集聚现象。分析了颗粒特征参数(颗粒浓度、颗粒直径)对间隙内颗粒分布及阀芯卡滞力的影响规律均压槽内的颗粒体积分数最高,且随着颗粒直径的增大峰值也增大;随着颗粒直径的增加,阀芯卡滞力呈现先增大后减小的趋势;当颗粒直径为12μm时,阀芯卡滞力最大,为敏感颗粒直径。

液压滑阀是液压系统中的关键控制部件之一,其结构简单可靠,易于实现流量、压力控制。但是运行过程中由于热负荷产生的微小变形会导致阀芯卡滞现象的出现。当阀芯发生卡滞现象时,可能会严重降低液压阀的精度和灵敏度。基于热-流-固耦合模型,分析了节流槽形状对液压滑阀卡滞力的影响。首先建立了阀内固定开度流道模型,计算获得了不同节流槽形状下阀内流动特性;其次,将流体分析得到的温度场信息作为边界条件加载到热分析中,得到阀芯上的温度分布特性;最后研究了不同节流槽形状下阀芯间隙的变形量,分析阀芯卡滞的变化,为减小阀芯卡滞措施的研究提供参考。

针对小球式旋转直驱压力伺服阀（BRDDPSV）静态测试卡滞问题，建立阀芯运动全局函数，包括基于缝隙流理论建立倾斜阀芯径向力模型，基于Coulomb摩擦理论建立阀肩触壁静摩擦-滑动摩擦模型.理论解析曲线合理复现了静态测试卡滞问题偏心驱动下阀芯逆时针旋转倾斜，右侧阀肩触壁，初始静摩擦导致阀芯卡滞，逐渐提升的电流水平克服摩擦形成阀芯运动超调.为了保证电流指令与控制压力的近似比例特性，阀芯回拉复位，形成重复的正向驱动阀芯卡滞.基于阀肩不触壁原则，获得阀芯是否卡滞阈值条件.研究结果表明增大阀芯与阀套初始半径间隙或减小小球偏离阀芯轴线的初始偏心量，均可以提高阀芯不卡滞的输出压力阈值;对于21MPa系统压力及0~8MPa输出压力的实际需求，在不改变其他参数的情况下，将初始半径间隙和初始偏心距分别调整为5.1μm和0.2mm，...

针对某煤矿工作面液压支架用先导阀常出现阀芯卡滞与稳定性较差的问题,设计了一款球阀式电磁先导阀,通过与主阀相连建立其动态仿真模型分析其启闭回路特性得知改进后的先导阀在开启与闭合过程中球阀的稳定性较好无冲击振荡现象且换向迅速;通过对比改进前后梭杆受力曲线得知,改进后的梭杆结构相较于改进前的侧向小推杆具有更好的稳定性,可极大降低杆件卡滞现象。

平衡阀是工程机械液压提升系统中的核心元件,对系统工作的稳定性有重大影响。针对某型号的平衡阀节流温升导致阀芯变形,从而引起阀芯卡滞的问题,对平衡阀进行了数值模拟仿真研究。首先,利用SolidWorks软件建立了不同开度的平衡阀三维模型;然后,利用ICEM对平衡阀进行了网格划分;最后,应用ANSYS Workbench平台对平衡阀进行了不同工况下的模拟仿真,分析了不同开度、不同进出口压差下,平衡阀流场内流体速度、温度变化以及阀芯变形的情况。研究结果表明:靠近平衡阀节流口的区域流体温度较高,远离节流口区域的流体温度较低;当阀口的开度、压差不同时,阀内流体温度变化明显,最高可达429 K;阀芯、阀内流体的温度分布不均匀,阀芯受温度影响局部变形较大,最大变形量为2.28μm,可能导致阀芯卡滞现象的发生。

采用一维软件进行电磁阀参数设计,利用3D制图软件进行建模,使用三维流体软件进行功能校核及优化,设计集成式电磁阀。针对电磁阀卡滞问题,应用CFD方法计算阀芯特定工作位置下的稳态液动力和全工况瞬态液动力;对比轴向液动力、弹簧力与电磁力的平衡关系,校核径向液动力大小,排查设计缺陷,筛选关键参数,进行导向性优化设计。结果表明:增加阀芯槽深或在阀芯出口位置增加坡角设计,能够有效解决电磁阀阀芯卡滞问题。