挖掘机多路阀内部流动规律的仿真与分析

【摘要】挖掘机中的多路阀采用铸造的方法形成流道,因此内部结构复杂。而液压介质在阀内流动情况对多路阀性能有很大影响。本研究将基础理论分析和数值仿真计算相结合,分析液压挖掘机的实际工况,运用FLUENT和AMESim软件联合仿真。针对其各个单独动作和复合动作,并且综合考虑了多路阀阀口各种不同形式的节流口对流动情况的影响,对整体式多路阀在单一介质和固液两相流下,内部流动情况、内流阻发生的主要部位及损失大小等问题进行了研究。并基于阀内流阻,对流道结构进行改进。期望本论文的研究内容可以为工程机械多路阀内部流动分析及流道优化设计提供具有普遍性的参考依据。主要内容如下：简要阐述了本论文研究的背景和意义,概括了工程机械中柱塞泵和多路阀的工作原理,分析了国内外关于阀内流动和固液两相流下流动情况的研究现状。分析液压挖掘机在各个单独及复合动作工况下,负流量—恒功率控制系统的工作原理。完成整体多路阀的建模仿真以及挖掘机单独动作与复合动作时多路阀的建模仿真。在此基础上分析得到各动作时多路阀的相关压力—流量数值结果,为后续多路阀内部流动情况与内流阻的计算分析提供相关的参考数据。针对工程机械中整体式多路阀的复杂流道结构,建立不同工作状态下多路阀阀体内整个流动区域的仿真模型,基于FLUENT流场仿真软件对挖掘机中液压多路阀的单独动作和复合动作分别进行了内部流场分析,得到了多路阀在不同工作状态下的内流阻大小及其主要发生部位。利用FLUENT流场仿真软件中的Mixture模型(多相流),引入固体颗粒物,在固液两相流下分析多路阀内部的流动情况及固体颗粒物在阀体内的分布规律。在上述研究的基础上,针对内流阻发生的主要部位,对多路阀阀体流道结构进行改进,将改进后的流道进行FLUENT流场仿真分析并与优化前的结果进行对比。最后,总结了已有的研究内容和研究成果,并对下一步的研究工作做出了展望。
【作者】左嘉韵；
【导师】冀宏；
【作者基本信息】兰州理工大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】多路阀；流动阻力；颗粒物分布；数值仿真；流道结构改进；

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