液壓挖掘機多路閥內(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,在挖掘機作業(yè)時存在閥口的節(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)液壓挖掘機實際雙泵合流和單泵供油工況,針對挖掘機快速提臂、動臂下降和鏟斗內(nèi)收動作,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臂閥芯所受較大側(cè)向力的原因,從減小閥內(nèi)部流動阻力損失和閥芯側(cè)向力不平衡的問題入手,對流道結(jié)構(gòu)

2、進行優(yōu)化。本研究對于深入理解多路閥內(nèi)部流動阻力損失和流道結(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;簡單介紹了液壓挖掘機液壓系統(tǒng)的幾種流量控制方式;概括了本文的主要研究內(nèi)容。
　　 第2章,結(jié)合變量泵壓力流量特性曲線,分析液壓挖掘機負(fù)流量—恒功率控制系統(tǒng)的原理以及動臂、鏟斗動作的工作原理,并對六通多路閥—負(fù)流量控制泵系統(tǒng)的控制模型進行了分析。根據(jù)變量泵的壓力—

3、流量曲線數(shù)學(xué)表達式,利用AMESim中超級元件將數(shù)學(xué)表達式進行封裝完成變量泵模型。將動臂閥和鏟斗閥的閥口面積～閥芯位移曲線,通過文本形式導(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)壓力控制信號為系統(tǒng)輸入信號,最后完成挖掘機動臂、鏟斗回路液壓系統(tǒng)模型,基于仿真模型分析挖掘機快速提臂、動臂下降、鏟斗內(nèi)收單獨動作時的系統(tǒng)動態(tài)特性,以及得到各單獨動作時多路閥相關(guān)的壓力流量數(shù)值,為第三章多路閥內(nèi)流阻計算分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)

4、。
　　 第3章,根據(jù)液壓挖掘機實際雙泵合流工況下的動臂快速提升動作和單泵供油工況下的動臂下降、鏟斗內(nèi)收動作,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,對多路閥內(nèi)部流場進行解析,研究整體式多路閥內(nèi)部流動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多路閥內(nèi)流動阻力達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。動臂下降和鏟斗內(nèi)收單泵供油時多路閥內(nèi)流動阻力損失比較小,阻力損失主要發(fā)生在閥口部位。
　　 第4章,計算得到在單獨動作時動臂閥和鏟斗閥液壓側(cè)向力的大小。針對快速提臂雙泵合流時側(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)化后的流道進行流場計算分析,結(jié)果表明:優(yōu)化后雙泵合流時內(nèi)部流動阻力損失為1.5MPa,比優(yōu)化前阻力損失減小1.1MPa,動臂閥1存在的側(cè)向力為96N,比優(yōu)化前側(cè)向力減小