先导平衡式高压气动比例减压阀结构设计与特性分析

发布时间：2017-04-08 08:02

  本文关键词：先导平衡式高压气动比例减压阀结构设计与特性分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着雾霾天气影响不断加重,石化燃料消耗量日益增加,在环境恶化和经济发展的双重压力下,氢能源作为一种理想的新的合能体能源,以其特有的性质越来越受到人们的重视。在汽车行业,氢能源汽车正在逐步发展,高压气动减压阀是氢能源汽车中的关键元件。高压化降低了减压阀的工作稳定性。为了提高稳定性,本文设计了一种先导平衡式高压气动比例减压阀,主阀采用平衡式结构,先导级采用气动半桥结构。 根据减压阀的工作原理,在阐述气阻串并联理论的基础上,运用CAD软件绘制所设计高压气动减压阀的二维装配图,并介绍其结构特点与工作原理；建立高压气动减压阀的数学模型,为后面的仿真分析奠定基础；运用Fluent软件对主阀口流道进行仿真,并分析其流场特性；采用AMESim对减压阀进行静动态特性研究,分析主要参数对减压阀动态响应和稳态性能的影响,为该阀结构参数的合理选择提供了依据。 通过对阀的结构设计与仿真分析得出了一些有益的结论：主阀口流场分布均匀,在很短的时间里达到稳定,在壁面直角处的涡流较小,能量损失小；所设计高压气动减压阀在不影响响应速度的前提下有好的稳定性(在0.1S后出口压力)达到稳定；增大阀芯质量、先导阀及主阀的复位弹簧刚度有利于提高减压阀的稳定性。
【关键词】：先导平衡式 高压气动减压阀 气动桥路 流场仿真 特性分析
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH138.52
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 气动技术的概述9-11
• 1.1.1 气动技术的应用和特点9-10
• 1.1.2 气动技术的发展趋势10-11
• 1.2 高压气动技术概述11-15
• 1.2.1 高压气动技术应用概述11
• 1.2.2 高压气动控制元件研究概述11-15
• 1.3 氢能源及氢能源动力汽车概述15-17
• 1.3.1 氢能源的概述15-16
• 1.3.2 氢能源动力汽车概况16-17
• 1.4 课题的提出及主要研究内容17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 第2章 先导平衡式高压气动比例减压阀结构设计及分析19-30
• 2.1 气阻及气动半桥特性分析19-23
• 2.2 减压阀结构特点23-24
• 2.3 主阀级结构形式24-25
• 2.3.1 主阀结构24-25
• 2.3.2 主阀阀芯结构25
• 2.4 先导控制级结构形式25-26
• 2.4.1 先导阀阀芯25-26
• 2.4.2 定值流量控制阀26
• 2.5 气动桥路在减压阀中的应用26-27
• 2.6 密封设计27-28
• 2.7 减压阀工作原理28-29
• 2.8 本章小结29-30
• 第3章 先导平衡式高压气动比例减压阀的数学模型30-38
• 3.1 模型的假设条件30
• 3.2 减压阀的主要技术指标30
• 3.3 气体流动基本方程组30-32
• 3.4 流量方程32-34
• 3.5 阀热力学方程及动态方程34-37
• 3.6 本章小结37-38
• 第4章 减压阀能量特性与内部流场分析38-47
• 4.1 气体性质38
• 4.1.1 气体的基本特性38
• 4.1.2 气体的状态方程38
• 4.2 系统能量分析方法38-40
• 4.2.1 能量、功、能38-39
• 4.2.2 能量的分析法39-40
• 4.2.3 减压阀节流减压过程中能量分析40
• 4.3 FLUENT软件介绍40-41
• 4.4 主阀内部流场分析41-46
• 4.4.1 主阀流道结构41
• 4.4.2 网格划分及参数设置41-42
• 4.4.3 流场模拟与结果分析42-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 先导平衡式高压气动比例减压性能仿真分析47-56
• 5.1 前言47-48
• 5.2 仿真及AMESim简介48-49
• 5.3 仿真模型49-51
• 5.4 仿真结果分析51-55
• 5.4.1 静、动态特性分析51-53
• 5.4.2 主要参数影响分析53-55
• 5.5 本章小结55-56
• 总结与展望56-58
• 1 总结56-57
• 2 展望57-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 附录A (攻读学位期间发表的学术论文目录)62

【参考文献】

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本文编号：292393