作为流体传动与控制技术中重要基础元件,液压锥阀通过控制阀内流场流动来实现系统的操作,其内部流场特性直接影响阀的工作性能。国内外不少学者通过理论研究、实验研究及计算流体动力学方法对锥阀的性能进行了大量研究工作,为进一步发展和完善阀的性能提供了大量理论依据。但由于锥阀内部结构的复杂性,各结构参数对其工作性能的影响未能准确确定。针对这一问题,论文利用CFD软件对日立建机株式会社技术开发中心实际研究的一种外流式锥阀的内部流场进行了计算流体动力学计算和理论分析,得出了各结构参数对该阀性能的影响程度。论文主要包含以下几个方面:(1)建立所研究锥阀的三维模型,并进行网格划分;分别对锥阀在不同阀芯结构,不同阀芯开度时的流场进行仿真研究。(2)对仿真结果,进行了数学分析,得出了不同阀芯结构对应的锥阀流量、流量系数、阀芯作用力、稳态液动力随阀芯开度大小变化的曲线。(3)根据以上所得变化曲线,结合仿真结果分析锥阀阀腔内流体压力、流束分布,得出各结构参数对锥阀性能的影响程度,为锥阀的进一步设计和性能优化提供重要依据。(4)综合上述结论,分析出锥阀优化方向;同时设计了一种优化的结构,最后进行了CFD解析,得出优化结果与预期结果一致,验证了该方法的可行性。
