基于amesim的三通插装阀仿真研究

基于amesim的三通插装阀仿真研究

0序言2通插销作为逻辑控制。1a型二通插装阀如图2所示为大流量三通回路在蓄能器储能系统中的应用,充液插装阀流量流向为A→B,一般为A型二通插装阀,排液插装阀流量流向为B→A,一般为B型二通插装阀。当油源高压打开充液插装阀时,同时通过排液插装阀的控制腔锁住排液插装阀,此时为蓄能器充液,待充液到一定程度后,蓄能器高压关闭充液插装阀,当油源5卸压后,蓄能器高压开启排液插装阀进而为系统供液。2系统数学模型的建立2.1装阀关闭工况当给蓄能器充液时,充液插装阀入口高压将排液插装阀关闭。阀芯受力方程为式中:m流入蓄能器的流量方程:式中:C充液插装阀弹簧腔压缩流量方程为式中:βe为有效体积弹性模量;V流入充液插装阀流量为2.2排液插装阀当蓄能器充液完毕后,蓄能器高压关闭充液插装阀,开启排液插装阀。阀芯受力平衡方程为式中:m流出排液插装阀的流量方程排液插装阀弹簧腔压缩流量方程为式中:V流入执行机构的流量方程为3系统建模和模拟根据插装阀的原理,利用AMESim仿真软件中液压设计库建立了插装阀HCD模型及整个回路的仿真模型,如图3所示。3.1参数配置在AMESim仿真软件参数模式下,按表1设置各个元件初始值。3.2弹簧刚度的影响(1)不同弹簧刚度对充液插装阀启闭影响利用AMESim软件的批处理功能,设置弹簧刚度分别为1、10、100、1000N/mm进行仿真实验,如图4(a)为不同弹簧刚度下充液插装阀的启闭特性曲线,图4(b)、4(c)为其局部放大图,其中图4(b)为不同弹簧刚度力下充液插装阀开启过程入口压力响应曲线,图4(c)为不同弹簧刚度下充液插装阀关闭过程入口压力曲线。从图4(b)看出:随弹簧刚度的增大,充液插装阀开启压力增大,同时压力振动增大。从图4(c)看出:弹簧刚度对充液插装阀的关闭影响程度没有体现,原因是关闭时进油压力为零,出口高压连通了控制腔,高压使蓄能器关闭,关闭时间可达80ms。(2)不同弹簧预紧力对充液插装阀启闭影响设置弹簧预紧力分别为80、160、400、800N进行仿真实验,如图5(a)为不同弹簧预紧力下充液插装阀的启闭特性曲线,图5(b)、5(c)为其局部放大图,其中图5(b)为不同弹簧预紧力下充液插装阀开启过程入口压力响应曲线,图5(c)为不同弹簧预紧力下充液插装阀关闭过程入口压力曲线。从图5(b)看出:随弹簧预紧力增大,充液插装阀开启压力增大,且阀芯的振动也增大。从图5(c)看出:随弹簧预紧力增大,充液插装阀阀芯关闭过程振动程度增大,但关闭时间仍然保持在80ms。(3)不同阻尼系数对充液插装阀启闭影响设置阻尼系数分别为25、250、1000、2500N·s/m进行仿真实验,如图6(a)为不同阻尼系数对充液插装阀启闭特性的影响,图6(b)为其局部放大图。从图6可看出:不同阻尼系数对充液插装阀的影响主要体现在充液插装阀关闭性能上,随阻尼增大,阀芯关闭时间增加。3.3弹簧预紧力的影响(1)不同弹簧刚度对排液插装阀的影响同样利用AMESim批处理功能,分别设置排液插装阀的弹簧刚度为1、10、100、1000N/mm进行仿真实验,如图7为不同弹簧刚度对排液插装阀出口压力的影响。从图7得:随弹簧刚度增大,瞬态阀芯开口时间缩短,稳态阀芯开口量减小。(2)不同弹簧预紧力对排液插装阀的影响设置弹簧预紧力分别为200、400、600、800N进行仿真实验,如图8为不同弹簧预紧力下排液插装阀的开启特性曲线。从图8得:随弹簧预紧力增大,瞬态阀芯开口时间缩短,稳态阀芯开口量减小。(3)不同阻尼系数对排液插装阀的影响设置阻尼系数分别为25、250、1000、2500N·s/m进行仿真实验,如图9为不同阻尼系数对排液插装阀开启特性的影响。从图9得:阻尼系数增大,阀芯瞬态开口量增大,稳态开口量不受影响。4弹簧刚度及预紧力对插装阀阀芯开口的影响通过对大流量三通插装阀回路的仿真建模及数学建模,分析了不同复位弹簧刚度、弹簧预紧力、阻尼系数对充液插装阀的启闭特性和排液插装阀阀芯位移的影响,得出以下结论:(1)随复位弹簧刚度或弹簧预紧力的增大,充液插装阀开启压力增大同时振动增大;阻尼系数主要影响充液插装