针对工程机械用多路换向阀在不同工况下稳态液动力过大或不稳定导致滑阀卡滞,从而影响执行机构的可靠性和安全性,以某型号工程机械多路阀为例,设计矩形、半圆形、U形、2U形4种形式节流槽口的阀口,通过Fluent数值模拟研究在不同阀口开度下的流场特征并确定射流角,根据流场计算结果,搭建不同结构节流槽的滑阀模型,分析节流槽口结构形式对阀芯稳态液动力的影响。研究结果表明:随着阀芯节流槽口逐渐开大,矩形、U形、2U形节流槽阀芯所受稳态液动力

利用Fluent软件的mixture混合模型及RNGκ-ε湍流模型对液压滑阀V型节流槽气穴流动进行模拟分析。通过动网格分析发现V型节流槽在小开度及大开度情况下气穴发生的位置及大小均不同。通过模拟分析发现,结构参数中节流槽楔形角W、节流槽夹角D对节流槽气穴流动的影响明显。根据V型节流槽气穴模拟分析结果,以参数W、D为自变量,以V型节流槽气体体积分数最大值为目标值,以Gauss函数为相关函数,采用常数回归模型,分别得到在小开度及大开度情况下的Kriging代理模型。利用改进遗传算法对Kriging近似代理模型进行优化计算,得到的优化V型节流槽结构抑制气穴性能明显。

针对液压滑阀内部结构的复杂性，以及各参数对液压滑阀流场影响的不确定性，建立了U型节流槽液压滑阀计算流体动力学（computationalfluiddynamics，CFD）三维模型，分别从阀口开度、槽口深度和工作压差3个方面对该模型进行分析，得出液压油速度场分布以及高速射流区域的形状和大小的变化趋势，计算结果以可视的图形图像形式给出。

常见的液压换向阀阀芯非全周口U、V、K形节流槽流量增益各具特性,生产及应用中通过各种方式组合以达到不同的性能需求。组合型节流槽的位移面积特性计算公式及程序化非常繁琐,结构形式过渡处面积计算出现失真性,通过实例性的U形节流槽组合,设计出更利于生产转化及调试的组合形式和程序,分析注意点的过渡处理,结合应用调试经验总结出经验化的计算方法快速指导解决问题,化繁为简提高实用性。

针对节流温升及进出口压差导致滑阀阀芯变形引起卡滞的问题,采用Fluent和Workbench分析软件对具有U形节流槽的滑阀、全周开口滑阀的液-固温度场和阀芯热变形进行数值计算。结果表明:在阀口附近及流束冲击壁面有局部高温,由此导致的阀芯变形量达数微米,最大可达到配合间隙(一般10μm左右)的50%。随着U形节流槽个数的增加,阀芯的变形量也会随之增大。全周开口时,阀芯变形量最大,滑阀阀芯的变形可能直接导致卡紧现象。当油液压力单独作用于阀芯时,其导致阀芯发生的变形量非常小,基本可以忽略不计。

节流槽在高液位控制阀实现液位控制功能时起到提高流量和压力控制精度的重要作用,为研究节流槽的流场在开关过程流量、压力的变化规律,掌握节流槽启闭的流量特性和稳态液动力规律,该文通过运用Solidworks软件建模,利用Fluent软件建立标准k-ε湍流模型对节流槽的流场进行了仿真,研究了流体流向为正方向和反方向时的节流槽流场。根据仿真数据,分析了不同切割角的圆缺型节流槽的流量与开度、压力的关系,为节流槽的设计和优化提供了理论依据。

采用Fluent中修正后的RNGk-ε湍流模型、壁面函数、Z-wart空化模型对滑阀V形节流口的空化特性进行数值计算。结果表明:V形阀口产生空化的主要原因是:油液在快速流经阀口时受到了强烈的剪切作用,导致内部微小气泡被释放出来,V形节流槽斜面逐渐生长起来的气泡在节流边脱落,这主要与边界层的分离现象有关。背压对气穴现象有明显的抑制作用,背压较高时空泡的脱落周期变短、空化范围明显减小,气穴位置移向靠近阀芯处。

为提高液压驱动拖拉机行驶时的调速稳定性和低速行驶时的平顺性,设计了一种液控比例流量阀。该阀设计有压力补偿功能,以消除压力波动对流量的影响,提高了流量控制精度。通过传统计算和仿真验证的方法对该阀进行结构参数设计。基于阀口迁移理论设计了阀芯节流槽,以增大调速区间。仿真结果表明：该阀控制流量范围为0～5.67×10^（-3）m^3/s,流量变化平稳,流量调速控制压力区占总控制压力区间的68.4%;压力补偿阀控制补偿压力在0.3～0.7 MPa的范围内,可使比例换向阀流量稳定。试验结果表明：拖拉机空载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的45%;拖拉机空载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的62%;拖拉机重载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的49.5%;拖拉机重载、发动机高速工况...

针对煤矿综采工作面现有液压支架换向阀阀口过流面积梯度大、仅能够实现开关型控制功能的现状,以及由此造成的支架供液系统内液压冲击剧烈问题,提出在阀芯径向过流孔凸肩位置增设K型节流槽的换向阀改进设计方案。得出了K型节流槽等效阀口过流面积计算方法,采用AMESim软件搭建了换向阀液压仿真模型;并对现有开关型换向阀和改进换向阀进行了对比研究。结果表明:带有K型节流槽的换向阀改进方案可实现阀芯开启过程中的阀口过流面积分段线性增大规律,在阀芯开度小于5.5 mm时,阀口过流面积梯度较小;在阀芯开度大于5.5 mm后,该梯度数值增大至与现有换向阀相当;阀口通流流量和阀口压力可相应实现分段增大规律。改进设计思路对于面向支架不同工艺动作的换向阀结构优化具有借鉴意义。

对半圆形、单三角形、三角半圆形和双半圆形节流槽阀口的流量系数进行了研究。基于阀口的流量压差特性试验在已实现程序化计算阀口通流面积的基础上获得了上述4种节流槽阀口的流量系数及其变化规律对节流槽滑阀的设计及其流量精确预测具有重要实用价值。