面向无人扫路机的高速开关阀瞬态液动力特性研究

面向无人扫路机的锥阀式高速开关阀阀芯在高速运动下所产生的瞬态液动力会引起阀的自激振动，直接影响高速开关阀的输出特性，造成无人扫路机转向系统抖动，影响扫路机工作系统的稳定性。针对该问题，采用CFD数值模拟的方法对全锥锥阀的瞬态液动力特性进行研究，首先建立阀内流场流体域的几何模型，选用弱可压缩流体、标准k-ε湍流模型，采用变形几何技术对锥阀的瞬态液动力进行仿真模拟，得到锥阀在启闭过程中的轴向力、瞬态液动力与不同的阀芯运动速度、阀口压差之间的定量关系。仿真结果表明：当压差不变时，阀口启闭过程中阀芯所受的瞬态液动力会随着阀芯速度的增大而增大；在阀芯速度一定时，阀口压差越大，全锥锥阀阀芯所受瞬态液动力越大；在锥阀启闭过程中，针对锥阀的瞬态液动力分析应包含整个锥面并分割成大小两个锥面，由于大小锥面上所受的瞬态液动力方向相反，且大锥面所受的瞬态液动力数值远大于小锥面，故全锥锥阀瞬态液动力方向与大锥面上瞬态液动力方向相同。