高壓氣動閥控缸一體化元件是某水下發(fā)射裝置中的一個重要部件,其將三位四通換向閥和高壓氣缸結(jié)合為一個整體,極大地簡化了水下發(fā)射裝置控制部件的結(jié)構(gòu),減輕了整個裝置的重量。本文根據(jù)高壓氣動閥控缸一體化元件的結(jié)構(gòu)特點,建立了數(shù)學模型,通過仿真和實驗方法對元件性能進行了研究。 首先,運用熱力學第一定律、連續(xù)方程、動量方程等對高壓氣動閥控缸一體化元件的流量特性、響應(yīng)特性及其執(zhí)行機構(gòu)的運動特性進行了數(shù)學描述,在應(yīng)用MATLAB 軟件仿真研究的基礎(chǔ)上,重點討論了高壓氣動閥控缸一體化元件響應(yīng)特性的影響因素,為高壓氣動閥控缸一體化元件的研制提供了理論基礎(chǔ)。 其次,應(yīng)用FLUENT 軟件工具,建立了高壓氣動閥控缸一體化元件中三位四通換向閥的氣動模型,討論了三位四通換向閥進氣口面積等參數(shù)對元件內(nèi)部氣體流動特性的影響,深入分析研究了三位四通換向閥內(nèi)部氣體溫度、壓力、密度的分布。 最后,運用Simulink 工具,編制了高壓氣動閥控缸一體化元件的綜合性能檢測軟件,并設(shè)計建立了實驗檢測系統(tǒng),對高壓氣動閥控缸一體化元件的性能進行了實驗研究。實驗結(jié)果表明,高壓氣動閥控缸一體化元件具有良好的響應(yīng)特性和密封性,能響應(yīng)周期高達60ms 的脈沖信號,即閥控缸中活塞的往復運動達16 次/秒,工作壓力為5MPa 時,高壓氣動閥控缸一體化元件的靜態(tài)泄漏量為0.0043m3/s,動態(tài)泄漏量為0.0119m3/s。 高壓氣動閥控缸一體化元件的理論分析和實驗研究結(jié)果表明新型高壓氣動閥控缸一體化元件研制是合理的,可行的,對于簡化某水下發(fā)射裝置控制部件結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用具有重要的工程意義,為高壓氣動元件的進一步深入研究奠定了基礎(chǔ)。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2005
【中圖分類】：TH138.52
【部分圖文】：

圖 2.7 重疊量的不同對流量的影響 圖 2.8 開口量不同對流量的影響（開口量為 5mm） （重疊量為 0.02mm）（2）閥芯運動時間與電磁鐵輸出力由圖 2.9 可知，當閥芯運動時間滿足一定要求時，輸出力并非越大越好，因為輸出力增大，必須要增大電磁鐵體積，這對整個系統(tǒng)的重量、裝配尺寸等都會帶來影響。實際上，根據(jù)計算，如果電磁鐵的輸出力達到 20N，則當換向閥閥芯通過0.85mm 的距離時，僅需 0.004s 的時間。雖然理論上可以將電磁鐵的吸合力提高到40N 或者更高，但閥芯的運動時間卻非線性減少的，并且會帶來很多加工和組裝上的困難，所以電磁鐵的輸出力以達到 20N 為佳。

把影響流道流通能力的因素放在一起進行比較，從圖 2.7 和圖2.8 可知，在開口量一定，重疊量分別取 0.02mm、0.03mm、0.05mm 時，均以聲速流量計，其結(jié)果分別為 0.0945 kg/s，0.0934 kg/s，0.0911 kg/s，最大相差僅為 3.6％。當重疊量一定時，如果改變滑閥的開口量，即滑閥直徑分別取 2mm、5mm、8mm時，得到的最大流量相應(yīng)為 0.1512 kg/s、0.0945 kg/s、0.0378 kg/s

量的不同對流量的影響 圖 2.8 開口量不口量為 5mm） （重疊量為動時間與電磁鐵輸出力知，當閥芯運動時間滿足一定要求時，輸出力并非須要增大電磁鐵體積，這對整個系統(tǒng)的重量、裝配根據(jù)計算，如果電磁鐵的輸出力達到 20N，則當，僅需 0.004s 的時間。雖然理論上可以將電磁鐵但閥芯的運動時間卻非線性減少的，并且會帶來很磁鐵的輸出力以達到 20N 為佳。
【引證文獻】

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1 張利成;氣動減壓閥流量特性的仿真研究[D];大連海事大學;2011年

2 徐小威;高壓氣體狀態(tài)下閥口流動特性研究[D];華中科技大學;2011年

3 李余良;柴油機相繼增壓蝶閥氣動控制系統(tǒng)性能分析[D];哈爾濱工程大學;2011年

4 秦小飛;全塑料注水閥研究[D];華中科技大學;2006年

5 石俊峰;扶正器試驗臺中驅(qū)動氣缸的特性研究[D];北京化工大學;2008年

本文編號：2843527