基于Fluent多路阀中压力补偿阀流场的仿真分析

2 0 1 2年 1 1月 第 4 O卷 第 2 l 期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAULI CS NO V 2 01 2 Vo 1 4 0 No 21 DO I 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 2 1 0 3 9 基于 F l u e n t 多路阀中压力补偿阀流场的仿真分析 罗艳蕾 邱雪 陈伦军 贵州大学机械 工程学院 贵州贵阳 5 5 0 0 0 3 摘要 利用 F l u e n t 软件对多路阀压力补偿阀内部流场进行仿真 分析不同边界条件对流场内流体速度 压力分布情况 的影响 为液压阀内部特征的预测提供依据 关键词 多路阀 压力补偿阀 速度矢量 压力分布 仿真 中图分类号 T H1 3 7 5 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 2 1 1 4 6 4 S i mul a t i o n An a l y s i s o n t he Fl o w Fi e l d s o f t h e Pr e s s u r e Co mp e n s a t e d Va l v e i n t h e M l l l t i pa s s a g e Va l v e Ba s e d o n Fl u e nt L U 0 Y a n l e i Q I U X u e C H E N L u n i a n S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g G u i z h o u U n i v e r s i t y G u i y a n g G u i z h o u 5 5 0 0 0 3 C h i n a Ab s t r a c t F l o w fi e l d o f t h e p r e s s u r e c o mp e n s a t e d v alv e i n t h e mu l t i p a s s a g e v a l v e w a s s i mu l a t e d b y u s i n g F l u e n t s o f t wa r e T h e i n f l u e n c e s o f d i f f e r e n t b o u n d a r y c o n d i t i o n s t o fl o w v e l o c i t y a n d p r e s s u r e d i s t rib u t i o n o f t h e i n t e ri o r fl o w fi e l d w e r e a n a l y z e d T h e r e s e a r c h r e s u l t s c a n p r o v i d e r e f e r e n c e f o r h y d r a u l i c v alv e i n t e r n al c h a r a c t e ri s t i c p r e d i c t i o n Ke y wo r d s Mu l t i p a s s a g e v alv e P r e s s u r e c o mp e n s a t e d v alv e F l o w v e l o c i t y P r e s s u r e d i s t rib u t i o n S i mu l a t i o n 多路阀是工程机械液压系统 的重要组成部分 主 要控制系统中液流的流量 压力和方向等 在实际工 作过程中 往往是一个泵源多个执行机构 当有两个 或两个以上的执行机构动作时 液压油会流向负载较 轻的一个 而其他动作将会停止 带出口压力补偿阀 的多路 阀就可 以对负载小 的回路 的多路 阀的节流 口两 端 的压差进行补偿 使 同时工作 的两个 回路多路 阀的 压差相等 这样就可以由多路阀同时分配控制不同的 负载回路的流量 在压力补偿阀芯阀口处均分布有不 同形状的节流槽及其组合形式 由于液压系统的封闭 性 在工作时内部流场是不可见的 对于内部流场的 分析比传统的滑阀更加 困难 文中采用F l u e n t 软件 以某 厂特定型号带压力补偿 阀的多路 阀为例 对压力 补偿阀工作时的内部流场进行仿真分析 重点研究以 下特性 1 相 同进 出 口压力 条件下 不 同阀 口开 度对阀口处压力 速度等特性的影响 2 相同进 口压力和阀口开度 不同出口压力 即进 出口压差 不等时 对阀口处压力 速度等特性的影响 3 进出口压差相等而进口压力不等 阀口开度相同时对 阀 口处压力 速度等特性 的影响 1 建模与边界条件 1 1 模 型 的建立 根据压力补偿 阀的工作原理 建立其仿真模型 用 G a m b i t 建立复杂模型很困难且无法实现参数化 文中应用 S o l i d Wo r k s 软件建立压力补偿阀的三维模 型 然后利用 G a m b i t 软件划分网格 因为该 阀是面 对称结构 因此只取内部流动区域的一半进行建模仿 真 为了数值分析的可行性 这里也必须对实际的模 型进行一些简化 设所取滑阀为理想滑阀 即节流边 完全直角 具有尖锐 的棱边 阀芯和 阀体精 确配 合 不存在径向间隙 图 1 为两种不同工况下压力补偿阀 内部流场模型图 a 高负载联网格 b 低负载联网格 图 1 压力补偿阀网格图 1 2 边界条件 文中针对 3 种不同工作状态进行研究 1 L s 油路接通时 此时进出口压差接近于零 2