阀芯旋转式高速开关阀稳态液动力矩研究

来源：机床与液压杂志2023年第13期北京时间：

作者：阎宇，王鹤，陈震，丰健，刘晋沛，张晓宇

单位：太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室

摘要：为突破高速开关阀阀芯行程对开关频率的限制，提出一种阀芯旋转式高速开关阀。采用理论计算与CFD仿真相结合的方法，研究不同阀芯旋转角度下阀芯结构参数变化对阀口过流面积、流量系数、射流角及液动力矩的影响，得到了液动力矩的变化规律。研究结果表明：液动力矩与阀口压差及流量的二次方成正比；压差一定时，液动力矩与阀口过流面积及射流角余弦值成正比，随着阀芯旋转角度增大，液动力矩先增大后减小；流量一定时，液动力矩与阀口过流面积成反比，随着阀芯旋转角度增大，液动力矩逐步减小为零。通过调整阀芯沟槽高度来改变射流角，达到补偿液动力矩的目的。

关键词：高速开关阀;稳态液动力矩;阀口过流面积;射流角;流量系数

基金资助：国家自然科学基金青年科学基金项目（51805350）；中国博士后科学基金项目（2019M651073）