电液比例调速阀节流阀芯稳态液动力分析

Analysis on Steady Flow Force of Spool in Electro-hydraulicProportional Flow Regulating ValveGAO Lihuan，SHUI Qingjiao，LIU Jinyang，ZHENG Ji(School of Energy and Power Engineering，Lanzhou University of Technology，Lanzhou Gansu 730050，China)Abstract：The simulation of internal flow about the spool in electro-hydraulic proportional flow regulating valve was accomplishedby using Fluent software. Th e pressure distribution of the valve wal and the flow force characteristic were obtained based on analyzingwith simulation for diferent opening of spool displacement. The calculation results of the steady flow force field and the theoretical for-mula were analyzed with comparison. It provides foundation for the application and performance optimization of the valve。

Keywords：Spool of flow regulating valve；Flow field simulation；Flow force133.5I f IJ C兰-r：l8收稿日期：2012-o6-O2作者简介：郜立焕 (195O-)，男，副教授。主要从事流体传动与控制 (液压)、工程机械、在线状态监测与故障诊断方面的教学与科研工作。E-mail：shuiqingjiao###163.com。

第 13期 郜立焕 等：电液比例调速阀节流阀芯稳态液动力分析 ·45·比例节流阀液动力数值并不是很大，但是它与液压静压力的方向相反，即使节流阀关闭的方向。由图5可知，稳态液动力正比于阀口开度 ，阀 口开度 1.5mm< <5 mm液动力变化较大，这是 由于阀口开度变化引起射流角迅速减小引起的 (见图4)。 >5 mm后，液动力变化基本平稳，是由于此时射流角的变化较校3 液动力理论分析采用流体力学动量定理分析节流阀稳态液动力。

稳态液动力计算公式为：F p 1 cos01-pqv2cos02油液人 口流量 36 L/min，流入速度 为 4.5m/s，由流称算可知阀口不同开度下射流角如表 1所示。

表 l 不同阀口开度下射流角将各数值代入液动力公式，计算得出不同阀口开度下液动力，并与仿真值进行比较 (如图5所示)。

可见理论计算结果与流场仿真结果变化趋势相同，数值相近，阀口开度1.5 mm< <2 mm之间，计算值与仿真值误差较大，最大误差为 20%，这是由于瞬态液动力的存在和径向配合间隙所造成的。

4 结论分析 Fluent仿真结果与理论计算可知，流场仿真预测节流阀的液动力具有很高的精度。电液比例调速阀节流阀芯受到的稳态液动力与阀开 口度密切相关，液动力大小与开口度成正比，方向总是指向阀口关闭的方向。液动力的存在会影响阀芯开闭性能，因此应采取措施降低稳态液动力，改善阀的工作性能。