针对滑阀的静态特性能够影响液压伺服系统性能的问题,主要采用软件模拟仿真的方法分析了在滑阀阀芯台肩处设置改进矩形预开口的情况下,获得随着阀芯位移的变化阀芯内部流场的压力、流速以及流量的分布规律,从而得到阀芯的应变情况,得出不同过流面的压力及流速变化规律,并仿真分析了在无预开口情况下对应的压力,流速,流量等参数的分布情况,分析了在开设圆形预开口与无预开口情况下对液压阀流量增益的影响。仿真结果表明滑阀采用改进矩形槽结构之后,能明显改善其内部的流场分布、有效减小了阀芯变形,从而提高换向阀的动静态性能。

针对液压滑阀在声发射技术下内泄漏信号样本采集不足、变量因素考虑不全的问题,搭建了声发射内泄漏检测实验系统。以公称通径为10 mm、16 mm、20 mm的液压滑阀为研究对象,通过改变阀芯直径、间隙高度、密封长度及滑阀上下游压差对液压滑阀进行声发射信号采集并记录实际内泄漏率。对180个工况内泄漏信号定阶后基于Burg算法进行AR模型功率谱分析,并提取能量特征分析内泄漏率与敏感特征关系。结果表明,能量特征能有效区分不同间隙高度的内泄漏率,并成功判断内泄漏率是否大于40 ml/min。

选取双三角形节流槽液压滑阀作为研究对象,运用软件STAR-CD对该阀内的流场进行仿真计算,得到该滑阀在不同阀口开度时的稳态液动力数值,计算结果表明:在该双三角形节流槽液压滑阀阀口的流入和流出方向,稳态液动力均让阀口趋于关闭,其数值在流出方向略大于流入方向,且射流角变化微小,稳态液动力随着流量增加而增加。

液压滑阀在工作过程中阀芯卡滞及磨损现象严重,为了改善阀腔流域特性及液压阀的工作性能,构建了液压滑阀的简化模型,基于计算流体力学对双U形节流槽滑阀阀芯及阀腔内流域动态特性进行了分析。研究了节流槽数量、阀口压差对阀腔内流体速度场、阀芯温度场及阀芯应变场动态特性的影响。研究结果表明,随着阀口压差的增加,流体的最大流速以及阀芯的最高温度和最大变形增大;随节流槽数量的增加,阀芯的最大变形增大,流体流速及阀芯最大温度变化微弱。该研究为阀芯优化设计提供了参考。

液压滑阀作为基础的液压放大元件之一,广泛应用于液压伺服系统。液压滑阀通过节流原理实现对流量或压力的控制,同时阀口节流作用会导致能量损失和剧烈漩涡,影响液压系统的工作性能。以液压滑阀阀芯为研究对象,采用有限元分析软件Fluent研究阀芯凹角结构对滑阀内部流场流动特性和能量损失特性的影响,其次基于粒子群算法对阀芯凹角结构参数进行智能寻优。研究结果表明:“斜边+弧边”形结构阀芯可以有效平缓流场,抑制阀口处漩涡的发生,当阀芯凹

采用基于动网格的流固耦合分析方法,建立了液压滑阀开启过程的三维动态数值分析模型,计算阀芯在驱动力、流体力和弹簧力共同作用下的运动分布、应力变化和形变。结果表明：提供一种分析液压滑阀开启过程的数值仿真方法,阀芯在开启完毕达到稳态后仍有小幅振动;阀芯的径向形变主要发生在阀杆上,且变形量随时间产生小幅波动;阀芯由于油液的冲击在入口处产生较大变形并在台肩与阀杆连接处产生应力集中,采用CFD方法得到的液压滑阀运动分布、应力变化、形变和理论值的误差在可以接受的范围内,证明了仿真的可靠性。

液压滑阀在阀芯的偏置以及油液污染的影响下会产生一附加摩擦力。为研究附加摩擦力对滑阀工作特性的影响,基于Fluent对不同偏置下阀芯摩擦力进行仿真分析,得出阀芯摩擦力受阀芯偏置的影响情况。运用AMESim软件分析,得出所产生的附加摩擦力会延迟滑阀的压力响应时间。理论分析和对比仿真结果表明,在滑阀控制压力和弹簧预紧力设计时,适当的增大控制开启压力,能在一定程度上减小阀芯的响应延迟,从而补偿附加摩擦力的影响。

本文对滑阀内部不同流道布置情况下的流动过程进行了分析与比较，并说明了阀芯上的液动力与阀内的流道布置之间存在着联系，通过改变流道布置，可以明显减少液动力而不显著增加阀的压降，从而大幅度改善阀的性能。

液压滑阀常常在使用过程中伴随着黏性加热现象,这将严重影响液压滑阀的控制特性。为了揭示滑阀的热失效故障,建立带有配合间隙的滑阀热特性模型,运用COMSOL软件内置的共轭传热与粒子追踪模块通过求解滑阀热特性模型,对液压滑阀内的流动与传热过程进行数值解析。结果表明:高温主要出现在速度梯度较大的区域以及受高速油液冲击的节流槽壁面;由此导致滑阀配合边上产生不均匀径向热变形,固体颗粒物在发生变形的间隙更容易聚集,由此可知,滑阀配合边的径向热变形对颗粒物的污染卡紧有促进作用。这些研究成果为工程技术人员对液压滑阀卡紧现象提供可视化的理解。

对推土机的液压系统故障调查发现，由控制阀卡紧引起的故障超过22％，而其维修用时占维修总用时的20％以上，有效避免液压卡紧现象，可降低维修费用，极大地提高工作效率。