液壓挖掘機(jī)多路閥內(nèi)流阻分析與流道結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、整體式多路閥內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在挖掘機(jī)作業(yè)時(shí)存在閥口的節(jié)流損失和閥內(nèi)部流道的阻力損失,造成了一定的能量消耗。本文根據(jù)液壓挖掘機(jī)實(shí)際雙泵合流和單泵供油工況,針對(duì)挖掘機(jī)快速提臂、動(dòng)臂下降和鏟斗內(nèi)收動(dòng)作,考慮多路閥節(jié)流口和內(nèi)部流道結(jié)構(gòu),應(yīng)用AMESim和FLUENT軟件聯(lián)合仿真,研究整體式多路閥內(nèi)部流動(dòng)阻力損失情況及其主要發(fā)生部位,分析雙泵合流工況下動(dòng)臂閥芯所受較大側(cè)向力的原因,從減小閥內(nèi)部流動(dòng)阻力損失和閥芯側(cè)向力不平衡的問(wèn)題入手,對(duì)流道結(jié)構(gòu)

2、進(jìn)行優(yōu)化。本研究對(duì)于深入理解多路閥內(nèi)部流動(dòng)阻力損失和流道結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有普遍的指導(dǎo)意義。
　　 主要內(nèi)容如下:
　　 第1章,闡述了本論文研究的背景和意義;簡(jiǎn)單介紹了液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的幾種流量控制方式;概括了本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　 第2章,結(jié)合變量泵壓力流量特性曲線,分析液壓挖掘機(jī)負(fù)流量—恒功率控制系統(tǒng)的原理以及動(dòng)臂、鏟斗動(dòng)作的工作原理,并對(duì)六通多路閥—負(fù)流量控制泵系統(tǒng)的控制模型進(jìn)行了分析。根據(jù)變量泵的壓力—

3、流量曲線數(shù)學(xué)表達(dá)式,利用AMESim中超級(jí)元件將數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行封裝完成變量泵模型。將動(dòng)臂閥和鏟斗閥的閥口面積～閥芯位移曲線,通過(guò)文本形式導(dǎo)入到帶有節(jié)流槽的滑閥基本模塊中完成多路閥的AMESim模型。多路閥先導(dǎo)壓力控制信號(hào)為系統(tǒng)輸入信號(hào),最后完成挖掘機(jī)動(dòng)臂、鏟斗回路液壓系統(tǒng)模型,基于仿真模型分析挖掘機(jī)快速提臂、動(dòng)臂下降、鏟斗內(nèi)收單獨(dú)動(dòng)作時(shí)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性,以及得到各單獨(dú)動(dòng)作時(shí)多路閥相關(guān)的壓力流量數(shù)值,為第三章多路閥內(nèi)流阻計(jì)算分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)

4、。
　　 第3章,根據(jù)液壓挖掘機(jī)實(shí)際雙泵合流工況下的動(dòng)臂快速提升動(dòng)作和單泵供油工況下的動(dòng)臂下降、鏟斗內(nèi)收動(dòng)作,考慮多路閥節(jié)流口和內(nèi)部流道結(jié)構(gòu),應(yīng)用FLUENT軟件,對(duì)多路閥內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行解析,研究整體式多路閥內(nèi)部流動(dòng)阻力損失情況及其主要發(fā)生部位。結(jié)果表明:快速提臂雙泵合流時(shí)多路閥內(nèi)流動(dòng)阻力達(dá)2.6MPa,阻力主要發(fā)生在合流窗口、節(jié)流口和直彎流道處;發(fā)現(xiàn)合流窗口處高速液流沖擊其后閥芯及閥腔,高速液流交匯增大了流動(dòng)阻力,改變了閥腔內(nèi)壓

5、力分布使閥芯受到較大的側(cè)向力。動(dòng)臂下降和鏟斗內(nèi)收單泵供油時(shí)多路閥內(nèi)流動(dòng)阻力損失比較小,阻力損失主要發(fā)生在閥口部位。
　　 第4章,計(jì)算得到在單獨(dú)動(dòng)作時(shí)動(dòng)臂閥和鏟斗閥液壓側(cè)向力的大小。針對(duì)快速提臂雙泵合流時(shí)側(cè)向力產(chǎn)生的原因和阻力損失發(fā)生的部位,優(yōu)化閥體流道結(jié)構(gòu),將優(yōu)化后的流道進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算分析,結(jié)果表明:優(yōu)化后雙泵合流時(shí)內(nèi)部流動(dòng)阻力損失為1.5MPa,比優(yōu)化前阻力損失減小1.1MPa,動(dòng)臂閥1存在的側(cè)向力為96N,比優(yōu)化前側(cè)向力減小