二维脉宽调制转阀压力损失特性分析

简介

传统的阀控液压系统通过改变控制阀的节流面积来实现流量控制,不可避免地会产生节流损失。可以认为高速开关阀在全开和全关状态下没有节流损失。受液压系统数字化和高速开关阀的启发,提出了一种新型的高频二维脉宽调制转阀。与由脉宽调制(PWM)信号驱动的电控开关阀不同,该转阀能够通过机械机构将流体以脉宽调制的形式被离散化,以实现根据系统执行器的需求进行流量分配。该转阀在实际工作中,阀口的打开仍然是一个渐进的过程,这不可避免地会造成部分压力损失。因此,采用计算流体动力学(CFD)的方法,建立了二维脉宽调制转阀的数值模型,分析了该转阀在旋转过程中和不同占空比下的压力损失特性,最终搭建了实验平台,对仿真结果进行了验证。结果表明,该阀在旋转过程中压力损失较小(阀口开度极小时暂不考虑),在50%占空比,10 L/min输出流量的工况下,其最大开度时的压降为0.1 MPa。